Bài 1 · Ví dụ (trang 108)★★★Trang 108— Dùng trục đối xứng để gấp giấy và cắt hình bằng một nhát cắt
Ví dụ (trang 108). Tìm cách gấp giấy và cắt hình ngôi sao bốn cánh (Hình 5.10) chỉ bằng một nhát cắt thẳng.
Kiến thức cần nhớ
Ngôi sao bốn cánh ở Hình 5.10 có 4 trục đối xứng (hai đường chéo và hai đường trung trực của hình vuông chứa nó) và có tâm đối xứng tại giao điểm của các trục đó.
Mỗi nếp gấp theo đúng một trục đối xứng làm hai phần của hình chồng khít lên nhau.
1Cách 1. Gấp liên tiếp theo các trục đối xứng rồi cắt một nhát
Định hướng. Ngôi sao có 4 trục đối xứng nên chỉ cần gấp đôi liên tiếp theo đúng các trục ấy, hình sẽ thu nhỏ dần thành các lớp chồng khít, và một nhát cắt trên lớp nhỏ nhất sẽ lặp lại giống hệt trên mọi lớp khi mở ra.
Gấp đôi tờ giấy theo 1 trục đối xứng dọc: được 1/2 hình Gấp đôi tiếp theo trục đối xứng ngang của phần vừa gấp: được 1/4 hình Gấp đôi tiếp theo trục đối xứng chéo còn lại: được 1/8 hình (Hình 5.11d) Cắt một nhát thẳng theo đúng cạnh xiên của phần 1/8 ấy Mở giấy ra theo đúng 3 nếp gấp
Vậy gấp giấy hình vuông theo 4 trục đối xứng của ngôi sao thành 1/8 hình rồi cắt một nhát thẳng, mở ra được đúng ngôi sao bốn cánh như Hình 5.10.
2Cách 2. Đếm số lớp giấy để kiểm tra nhát cắt là đủ
Định hướng. Kiểm tra lại bằng cách đếm xem 3 lần gấp đôi tạo ra bao nhiêu lớp giấy chồng khít, để chắc chắn một nhát cắt duy nhất có tác dụng y hệt trên toàn bộ 8 phần bằng nhau của ngôi sao.
Số lớp giấy sau 3 lần gấp đôi: 23=8 lớp Ngôi sao có 4 trục đối xứng nên chia thành đúng 8 phần bằng nhau và bằng 1/8 diện tích ban đầu 1 nhát cắt xuyên qua 8 lớp tương đương 8 nhát cắt giống hệt nhau trên 8 phần ấy 8 phần ghép lại đúng bằng cả ngôi sao ban đầu
Vậy một nhát cắt thẳng trên phần giấy đã gấp thành 1/8 là đủ để khi mở ra ta được trọn vẹn ngôi sao bốn cánh, không cần cắt thêm.
Nhận xét. Số trục đối xứng của hình quyết định số lần gấp đôi cần dùng; hình càng nhiều trục đối xứng thì càng cắt được bằng ít nhát hơn.
Đáp số.Gấp giấy liên tiếp theo 4 trục đối xứng của ngôi sao (dọc, ngang, hai đường chéo) để được 1/8 hình, rồi cắt một nhát thẳng theo cạnh xiên của phần đã gấp; mở giấy ra được ngôi sao bốn cánh.
Sai lầm thường gặp.Gấp lệch không đúng trục đối xứng khiến các lớp giấy không chồng khít nhau; khi mở ra bốn cánh sao sẽ không đều nhau.
Bài 2 · 5.11★Trang 108— Nhận biết trục đối xứng và tâm đối xứng qua hình ảnh trực quan
Bài 5.11 (trang 108). Trong các hình bên (tam giác đều, cánh quạt, trái tim, cánh diều), em hãy chỉ ra: a) Những hình có tâm đối xứng; b) Những hình có trục đối xứng.
Kiến thức cần nhớ
Một hình có tâm đối xứng nếu quay hình đó 180∘ quanh tâm thì hình quay được chồng khít lên chính hình ban đầu.
Một hình có trục đối xứng nếu gấp hình đó theo đường thẳng ấy thì hai phần chồng khít lên nhau.
1Cách 1. Quan sát từng hình để tìm trục và tâm đối xứng
Định hướng. Xét lần lượt bốn hình, với mỗi hình kiểm tra xem có đường gấp nào chia hình thành hai phần chồng khít (trục đối xứng) và có tâm quay nào giữ nguyên hình sau khi quay 180∘ (tâm đối xứng) hay không.
Tam giác đều: gấp qua 3 đường nối đỉnh với trung điểm cạnh đối diện đều chồng khít; quay 180∘ quanh trọng tâm thì đỉnh không trở lại đúng vị trí cũ Cánh quạt: quay 180∘ quanh tâm O thì 4 cánh chồng khít lên nhau, nhưng không có đường gấp nào cho hai nửa chồng khít vì mỗi cánh bị lệch cùng một chiều Trái tim: gấp theo đường thẳng đứng qua đỉnh nhọn dưới thì hai nửa chồng khít; quay 180∘ quanh tâm thì đỉnh nhọn lại nằm lên phía trên, không chồng khít Cánh diều: gấp theo đường thẳng đứng qua hai đỉnh xa nhau nhất thì hai nửa chồng khít; quay 180∘ quanh tâm thì hai nửa không đổi chỗ khớp cho nhau
Vậy a) hình có tâm đối xứng: cánh quạt; b) hình có trục đối xứng: tam giác đều, trái tim, cánh diều.
2Cách 2. Đếm số trục và bắt cặp điểm đối diện qua tâm
Định hướng. Kiểm tra lại bằng cách bắt cặp từng điểm của hình với ảnh của nó qua tâm hoặc qua trục, thay vì chỉ nhìn hình dạng chung.
Tam giác đều có đúng 3 trục đối xứng đi qua mỗi đỉnh; tam giác có 3 đỉnh là số lẻ, không bắt cặp hết các đỉnh qua một tâm được Cánh quạt có 4 cánh giống hệt nhau xếp cách đều 90∘, cứ 2 cánh đối diện bắt cặp đúng qua tâm O nên có tâm đối xứng Trái tim có hai nửa trái và phải bắt cặp đúng qua trục dọc nên có trục đối xứng Cánh diều có hai nửa trái và phải bắt cặp đúng qua trục dọc nên có trục đối xứng
Vậy a) tâm đối xứng: cánh quạt; b) trục đối xứng: tam giác đều, trái tim, cánh diều — khớp với kết quả ở Cách 1.
Nhận xét. Cánh quạt chỉ có tâm đối xứng mà không có trục đối xứng, vì mỗi cánh bị vặn lệch cùng một chiều nên gấp đôi không thể chồng khít, dù quay vẫn khớp.
Đáp số.a) Tâm đối xứng: cánh quạt. b) Trục đối xứng: tam giác đều, trái tim, cánh diều.
Sai lầm thường gặp.Nhầm rằng hình càng cân đối là có cả trục lẫn tâm đối xứng; thực ra tam giác đều, trái tim, cánh diều chỉ có trục mà không có tâm, còn cánh quạt chỉ có tâm mà không có trục.
Bài 3 · 5.12★★Trang 109— Nhận biết trục đối xứng, tâm đối xứng qua biểu tượng thực tế
Bài 5.12 (trang 109). Trong các hình dưới đây, hình nào có trục đối xứng, hình nào có tâm đối xứng? a) Biểu tượng của Chương trình Lương thực thế giới (WFP); b) Biểu tượng của Đại hội Thể thao Đông Nam Á (SEA Games); c) Biểu tượng của Di sản thế giới (UNESCO).
Kiến thức cần nhớ
Hình gồm n chi tiết giống hệt nhau xếp cách đều quanh một tâm chỉ có tâm đối xứng khi n là số chẵn.
Muốn kiểm tra trục đối xứng, ta tìm đường thẳng chia hình thành hai nửa là ảnh gương của nhau.
1Cách 1. Quan sát cấu tạo từng biểu tượng
Định hướng. Mỗi biểu tượng được thiết kế dựa trên một hình cơ bản lặp lại hoặc gập đôi, nên chỉ cần nhìn cách các chi tiết được sắp xếp quanh một đường thẳng hay một điểm là xác định được loại đối xứng.
a) WFP: hai nhánh lúa mì cong đối xứng trái phải quanh bó lúa ở giữa — có 1 trục đối xứng thẳng đứng, không có tâm đối xứng b) SEA Games: 11 vòng tròn giống hệt nhau xếp cách đều quanh tâm, ứng với 11 nước Đông Nam Á — có 11 trục đối xứng đi qua tâm; vì 11 là số lẻ nên không có tâm đối xứng c) UNESCO: hai vòng tròn đồng tâm và hình cổng đền đối xứng trái phải — có 1 trục đối xứng thẳng đứng, không có tâm đối xứng
Vậy cả ba biểu tượng đều có trục đối xứng (WFP và UNESCO: 1 trục; SEA Games: 11 trục); không biểu tượng nào có tâm đối xứng.
2Cách 2. Kiểm tra phép quay 180∘ bằng số chi tiết lặp lại
Định hướng. Kiểm tra lại tâm đối xứng bằng một quy tắc số học: hình gồm n chi tiết giống hệt nhau xếp cách đều quanh tâm chỉ chồng khít sau khi quay 180∘ khi 180∘ chia hết cho góc chia n360∘, tức khi n là số chẵn.
a) WFP quay 180∘ thì bó lúa ở giữa lộn ngược, không chồng khít — không có tâm đối xứng b) SEA Games có n=11: 180:11360=211 không phải số nguyên — không có tâm đối xứng c) UNESCO có chân đế hình cổng đền ở phía dưới; quay 180∘ thì chân đế lên phía trên — không có tâm đối xứng
Vậy cả ba biểu tượng đều không có tâm đối xứng, khớp với kết quả ở Cách 1.
Nhận xét. Với hình xếp vòng tròn quanh tâm gồm n chi tiết, hễ n lẻ thì chắc chắn không có tâm đối xứng dù vẫn có n trục đối xứng.
Đáp số.Cả ba biểu tượng đều có trục đối xứng (WFP: 1 trục; SEA Games: 11 trục; UNESCO: 1 trục); không biểu tượng nào có tâm đối xứng.
Sai lầm thường gặp.Thấy hình xếp vòng tròn đẹp mắt liền cho là có tâm đối xứng; thực ra phải đếm đúng số chi tiết lặp lại, số lẻ như 11 của SEA Games thì không có tâm đối xứng dù vẫn có nhiều trục đối xứng.
Bài 4 · 5.13★★Trang 109— Dựng hình đối xứng qua một trục cho trước trên lưới ô vuông
Bài 5.13 (trang 109). Vẽ các hình sau vào giấy kẻ ô vuông rồi vẽ thêm để được hình nhận đường thẳng d là trục đối xứng. a) Hình mũi tên có khấc, với d là đường thẳng đứng đi qua đỉnh và đáy mũi tên; b) Hình mái vòm hai đỉnh, với d là đường thẳng nằm ngang đi qua hai chân hình.
Kiến thức cần nhớ
Muốn vẽ ảnh đối xứng của một điểm qua trục d, đếm số ô vuông từ điểm đó tới d rồi lấy đúng số ô ấy sang phía bên kia, trên cùng một hàng (hoặc cùng một cột) vuông góc với d.
Những điểm đã nằm trên d thì giữ nguyên vị trí.
1Cách 1. Đối xứng từng đỉnh qua d theo ô vuông
Định hướng. Vì d là trục đối xứng cần có, mỗi đỉnh của phần đã cho phải có một đỉnh ảnh nằm đối diện qua d, cách d đúng bằng số ô như đỉnh gốc; nối các đỉnh ảnh theo đúng thứ tự là được nửa hình còn thiếu.
a) d thẳng đứng, đi qua 2 đỉnh của hình đã cho: mỗi đỉnh còn lại cách d bao nhiêu ô sang trái thì đỉnh ảnh cách d bấy nhiêu ô sang phải, cùng độ cao Nối các đỉnh ảnh theo đúng thứ tự đã nối ở phần cho trước, được nửa hình bên phải d b) d nằm ngang, đi qua 2 chân của hình đã cho: mỗi đỉnh còn lại cách d bao nhiêu ô lên trên thì đỉnh ảnh cách d bấy nhiêu ô xuống dưới, cùng cột Nối các đỉnh ảnh theo đúng thứ tự đã nối ở phần cho trước, được nửa hình phía dưới d
Vậy vẽ thêm nửa hình đối xứng qua d (phần nét đứt trong hình) ta được hình nhận d làm trục đối xứng.
2Cách 2. Gấp giấy theo d để in ảnh đối xứng
Định hướng. Kiểm tra lại hình vừa vẽ bằng thao tác gấp thật: nếu tô đậm phần đã cho rồi gấp tờ giấy đúng theo d, vết mực in sang phía bên kia phải khớp với phần vừa vẽ thêm.
Gấp tờ giấy kẻ ô vuông theo đúng đường thẳng d Tô đậm các cạnh của phần hình đã cho rồi ấn nhẹ để mực in sang mặt giấy bên kia Mở giấy ra: nét mực in được đúng là phần hình vẽ thêm ở Cách 1 Hai phần chồng khít khi gấp lại theo d
Vậy phần vẽ thêm ở Cách 1 là đúng, vì gấp giấy theo d thì hai nửa hình chồng khít lên nhau.
Nhận xét. Cách gấp giấy tuy chậm hơn nhưng kiểm tra được bằng mắt ngay lập tức, không phải đếm lại từng ô vuông.
Đáp số.Vẽ nửa hình còn thiếu bằng cách lấy đối xứng từng đỉnh đã cho qua d rồi nối lại theo đúng thứ tự (phần nét đứt trong hình).
Sai lầm thường gặp.Đếm sai số ô từ đỉnh tới d, hoặc lấy đối xứng theo hướng vuông góc với d: ở câu a) d nằm dọc nên phải đối xứng theo hàng ngang, ở câu b) d nằm ngang nên phải đối xứng theo cột dọc.
Bài 5 · 5.14★★Trang 109— Dựng hình đối xứng qua một tâm cho trước
Bài 5.14 (trang 109). Vẽ hình dưới đây vào giấy kẻ ô vuông rồi vẽ thêm để được hình nhận điểm O làm tâm đối xứng.
Kiến thức cần nhớ
Muốn vẽ ảnh đối xứng của một điểm qua tâm O, kéo dài đoạn thẳng nối điểm đó với O sang phía đối diện và lấy đúng khoảng cách bằng khoảng cách ban đầu.
Điểm O luôn là điểm đối xứng với chính nó.
1Cách 1. Đối xứng từng điểm qua O
Định hướng. Hình đã cho là nửa hình quạt nằm giữa hai đường tròn đồng tâm O; muốn có tâm đối xứng thì nửa còn lại phải là ảnh của nửa đã cho qua phép đối xứng tâm O, tức mọi đoạn thẳng phải được kéo thẳng qua O sang phía đối diện với cùng độ dài.
Với mỗi điểm A trên các đoạn đã vẽ, lấy điểm A′ sao cho O là trung điểm đoạn AA′ Các bán kính đã vẽ từ O được kéo thẳng qua O sang phía đối diện, giữ nguyên độ dài Hình chữ nhật nhỏ chạm vào đường tròn lớn ở phía đã cho cũng được vẽ đối xứng qua O ở phía đối diện Nối các điểm ảnh theo đúng thứ tự đã nối ở nửa hình đã cho
Vậy vẽ thêm nửa hình đối xứng với nửa đã cho qua tâm O (phần nét đứt) ta được hình nhận O làm tâm đối xứng.
2Cách 2. Quay hình 180∘ quanh O để kiểm tra lại
Định hướng. Kiểm tra lại phần vừa vẽ bằng phép quay: nếu quay toàn bộ nửa hình đã cho đúng 180∘ quanh O, nó phải trùng khít với phần vừa vẽ thêm.
Quay hai đường tròn đồng tâm O quanh O một góc 180∘: mỗi đường tròn trùng với chính nó Quay các bán kính đã cho quanh O một góc 180∘: mỗi bán kính rơi đúng vào vị trí bán kính vừa vẽ thêm ở Cách 1 Quay hình chữ nhật nhỏ quanh O một góc 180∘: rơi đúng vào vị trí hình chữ nhật vừa vẽ thêm
Vậy phần vẽ thêm ở Cách 1 là đúng, vì quay 180∘ quanh O thì hai nửa hình trùng khít lên nhau.
Nhận xét. Hai đường tròn đồng tâm luôn sẵn nhận O làm tâm đối xứng; việc còn lại chỉ là vẽ đối xứng đúng các chi tiết bên trong.
Đáp số.Vẽ nửa hình còn thiếu bằng cách lấy đối xứng từng điểm, từng đoạn thẳng của nửa hình đã cho qua tâm O (phần nét đứt trong hình).
Sai lầm thường gặp.Chỉ vẽ đối xứng các bán kính mà quên vẽ đối xứng hình chữ nhật nhỏ chạm đường tròn lớn, khiến hình sau khi vẽ thêm không đối xứng hoàn toàn qua O.
Bài 6 · 5.15★★Trang 109— Nhận biết trục đối xứng, tâm đối xứng của chữ cái và cụm chữ
Bài 5.15 (trang 109). Trong các hình sau, hình nào có trục đối xứng, hình nào có tâm đối xứng? a) Chữ SOS; b) Chữ VTV.
Kiến thức cần nhớ
Chữ S và chữ Z chỉ có tâm đối xứng, không có trục đối xứng.
Chữ V và chữ T đều có 1 trục đối xứng thẳng đứng, không có tâm đối xứng.
1Cách 1. Xét đối xứng của từng chữ cái rồi ghép lại
Định hướng. Mỗi cụm chữ chỉ giữ được loại đối xứng mà tất cả các chữ cái trong cụm cùng có, nên trước tiên xét riêng từng chữ cái, sau đó xét cách sắp xếp cả cụm có giữ được loại đối xứng ấy hay không.
Chữ S: quay 180∘ quanh tâm của chữ thì chồng khít lên chính nó, không có trục đối xứng nào cho chữ S chồng khít Chữ O: vừa có trục đối xứng vừa có tâm đối xứng SOS gồm S, O, S xếp đối xứng qua tâm chữ O; cả ba chữ đều chồng khít khi quay 180∘ quanh tâm ấy — có tâm đối xứng Chữ V: có 1 trục đối xứng thẳng đứng; quay 180∘ thì chữ V lộn ngược, không chồng khít Chữ T: có 1 trục đối xứng thẳng đứng; quay 180∘ thì chữ T cũng lộn ngược, không chồng khít VTV gồm V, T, V xếp đối xứng qua trục dọc của chữ T; cả ba chữ đều chồng khít khi gấp theo trục ấy — có trục đối xứng
Vậy a) SOS có tâm đối xứng, không có trục đối xứng; b) VTV có trục đối xứng, không có tâm đối xứng.
2Cách 2. Kiểm tra trực tiếp bằng cách gấp và quay hình chữ
Định hướng. Kiểm tra lại bằng cách hình dung thao tác thật trên cả cụm chữ, thay vì suy luận qua từng chữ cái riêng lẻ.
Gấp đôi chữ SOS theo đường thẳng đứng: nửa chữ S bên trái biến thành hình một chữ S bị lật ngược, không khớp với chữ S bên phải — SOS không có trục đối xứng Quay chữ SOS 180∘ quanh tâm chữ O: chữ S bên phải xoay tới đúng vị trí và hình dạng chữ S bên trái — SOS có tâm đối xứng Gấp đôi chữ VTV theo đường thẳng đứng qua chữ T: chữ V bên trái lật sang đúng vị trí và hình dạng chữ V bên phải — VTV có trục đối xứng Quay chữ VTV 180∘ quanh tâm chữ T: chữ V bị lộn ngược thành hình mái nhà, không còn giống chữ V — VTV không có tâm đối xứng
Vậy kết quả kiểm tra khớp với Cách 1: SOS chỉ có tâm đối xứng, VTV chỉ có trục đối xứng.
Nhận xét. Đây là lí do nhiều tín hiệu như SOS được viết đối xứng tâm, để đọc đúng dù nhìn xoay ngược 180∘.
Đáp số.a) SOS: có tâm đối xứng, không có trục đối xứng. b) VTV: có trục đối xứng, không có tâm đối xứng.
Sai lầm thường gặp.Nhầm rằng chữ nhìn cân đối là chắc chắn có cả trục lẫn tâm đối xứng; thực ra phải kiểm tra riêng từng phép: gấp (trục) và quay 180∘ (tâm).
Bài 7 · 5.16★★★★Trang 109— Dựng thêm hình gấp khúc để hình nhận được có cả trục và tâm đối xứng
Bài 5.16 (trang 109). Hình gấp khúc dưới đây gồm bốn đoạn thẳng có độ dài bằng 1 cm. Em hãy vẽ hình đó vào giấy kẻ ô vuông và vẽ thêm một đường gấp khúc có độ dài bằng 8 cm để được một hình có cả trục đối xứng và tâm đối xứng.
Kiến thức cần nhớ
Một lưới ô vuông hoàn chỉnh luôn có trục đối xứng và có tâm đối xứng tại tâm của lưới.
Đối xứng của một đoạn thẳng qua trục hay qua tâm cũng là một đoạn thẳng bằng đoạn ban đầu.
1Cách 1. Hoàn thiện lưới 2 hàng, 2 cột ô vuông
Định hướng. Bốn đoạn đã cho là 4 trong số 12 cạnh của một lưới gồm 2 hàng, 2 cột ô vuông cạnh 1 cm; vẽ thêm đúng 8 cạnh còn lại của lưới ấy sẽ được một hình vừa có trục vừa có tâm đối xứng, vì bản thân một lưới ô vuông hoàn chỉnh luôn đối xứng.
Đặt các đỉnh trên lưới ô vuông: A(0;0), B(0;1), C(1;1), D(1;2), E(2;2), F(1;0), G(2;0), H(2;1), K(0;2) Bốn đoạn đã cho là đường gấp khúc A-B-C-D-E Vẽ thêm 8 đoạn, mỗi đoạn dài 1 cm: A-F, F-G, G-H, H-E, D-K, K-B, F-C, C-H Tổng độ dài đường gấp khúc vẽ thêm: 8×1=8 (cm)
Vậy hình nhận được có trục đối xứng là đường thẳng đi qua F, C, D và có tâm đối xứng là điểm C(1;1).
2Cách 2. Kiểm tra lại bằng đối xứng trục và đối xứng tâm
Định hướng. Kiểm tra lại hình vừa dựng bằng cách lấy đối xứng lần lượt từng đoạn qua trục FD và qua tâm C, xem có đúng khớp với các đoạn đã vẽ hay không.
Đối xứng đoạn AB qua trục FD (đường thẳng x=1) được đoạn GH, đúng là đoạn đã vẽ thêm Đối xứng đoạn BC qua trục FD được đoạn CH, đúng là đoạn đã vẽ thêm Đối xứng đoạn AF qua tâm C được đoạn ED, trùng với đoạn đã cho DE Đối xứng đoạn FG qua tâm C được đoạn DK, đúng là đoạn đã vẽ thêm
Vậy mọi đoạn của hình đều có đoạn đối xứng qua trục FD và qua tâm C nằm sẵn trong hình, nên hình nhận được có cả trục đối xứng và tâm đối xứng như đã dựng ở Cách 1.
Nhận xét. Cách dựng bằng lưới ô vuông ở Cách 1 luôn cho hình có cả trục và tâm đối xứng, vì bản thân một lưới ô vuông hoàn chỉnh sẵn có đầy đủ hai loại đối xứng ấy.
Đáp số.Vẽ thêm 8 đoạn thẳng, mỗi đoạn 1 cm: A-F, F-G, G-H, H-E, D-K, K-B, F-C, C-H (tổng 8 cm) để được lưới 2 hàng, 2 cột ô vuông cạnh 1 cm, có trục đối xứng là đường thẳng qua F, C, D và tâm đối xứng là điểm C.
Sai lầm thường gặp.Chỉ vẽ thêm 4 đoạn bằng cách lấy đối xứng qua tâm C (được 2 hình vuông chạm nhau tại C) — hình này tuy vẫn có cả trục và tâm đối xứng nhưng phần vẽ thêm chỉ dài 4 cm, chưa đủ 8 cm như đề bài yêu cầu; phải vẽ thêm đủ 8 đoạn để hoàn thiện cả lưới 2 hàng, 2 cột ô vuông.