對稱軸

小學數學沿對稱線摺疊後,圖形會完全重合:圖形上的每個點都會落在圖形上的另一個點上

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關於此實驗

將紙做的愛心沿中間對摺,兩半會完全重合。摺痕就是對稱軸。在這項學習活動中,學生會將鏡像線移過十五個以上的圖形和字母,直到鏡中映出的輪廓與圖形完全重合,然後再對摺進行檢驗。在著色活動中,鏡子會映出他們著色的每一個正方形,或者由他們獨立完成只畫了一半的圖畫。

學習目標

  • 認識對稱軸是一條摺疊線,沿線摺疊後兩半完全重合
  • 找出常見平面圖形和字母的所有對稱軸
  • 了解有些圖形(如平行四邊形)沒有對稱軸
  • 透過沿鏡像線反射正方形,完成一幅對稱圖畫
  • 注意到正多邊形的對稱軸數量與邊數相同

使用方法

  1. 1從正方形開始。先預測它有幾條對稱軸,再移動鏡像線把它們全部找出來。
  2. 2試試長方形。為什麼從一個角到另一個角的斜線不是對稱軸?摺一摺就知道了。
  3. 3找出正三角形、等腰三角形和不等邊三角形的對稱軸,並將結果整理成表格。
  4. 4看看五邊形和六邊形。你能發現正多邊形有什麼規律嗎?
  5. 5試試平行四邊形和字母 S。它們看起來很平衡,為什麼卻沒有對稱軸呢?
  6. 6切換到繪圖模式。用上下方向的鏡子畫一幅圖,接著試試同時使用兩面鏡子。
  7. 7選擇「完成一幅圖」,關閉鏡像輔助功能,然後自己完成另一半。最後檢查一下。

模型

正方形、正三角形、正五邊形和正六邊形
一些常見圖形的對稱軸

假設

  • 這裡只顯示直線型鏡像軸。這些圖形的對稱軸都會通過圖形的中心。
  • 鏡像軸接近真正的對稱軸並進入其4度範圍內時,就會自動吸附到對稱軸上,因此在觸控螢幕上也很容易找到。
  • 按下「顯示所有線」後,會為年紀較大的學生顯示旋轉對稱(旋轉階數)。一個圖形只有在完整旋轉一周後才回到原來的位置,其旋轉階數為1。
  • 在著色方格中,如果對稱線另一側的每個方格都有一個顏色相同的對應方格,這幅圖就是軸對稱的。

在課堂上試試這個實驗

  1. Q1圓有幾條對稱軸?
  2. Q2用大寫字母寫出你的名字。哪些字母有對稱軸?
  3. Q3畫一個恰好有兩條對稱軸的圖形。有沒有恰好有三條對稱軸的圖形?
  4. Q4為什麼風箏形有一條對稱軸,而平行四邊形卻沒有?
  5. Q5在教室裡找一樣有對稱軸的東西,再找一樣沒有對稱軸的東西。

常見問題

軸對稱和旋轉對稱有什麼不同?

軸對稱(反射對稱)是指一個圖形摺疊後兩半能夠完全重合。旋轉對稱是指圖形旋轉一部分角度後看起來仍然相同。字母S和平行四邊形的旋轉階數都是2,但它們都沒有對稱軸。

不使用電腦,學生可以如何檢驗一個圖形是否有對稱軸?

將這個形狀從紙上剪下來,沿著線摺疊;或者將一面小鏡子立在線上,看看反射是否能恰好補全這個形狀。

我們在自然界的哪些地方能看到對稱?

蝴蝶、許多葉子和人臉都接近具有一條對稱軸的形狀。海星和許多花有五條對稱軸,雪花則有六條。