Figuren und Funktionen, die durch eine Spiegelung an einer Achse wieder auf sich selbst abgebildet werden, nennt man zu dieser Achse achsensymmetrisch. Wie Du Achsensymmetrie bei Figuren und Funktionen prüfst, erfährst Du hier anhand einiger Beispiele.
Achsensymmetrie beschreibt die Eigenschaft, dass eine Figur oder eine Funktion durch Spiegelung an einer sogenannten Symmetrieachse identisch auf sich selbst abgebildet werden kann.
Wenn Dich auch die Definition von Punktsymmetrie interessiert, dann klicke hier auf die Erklärung zu „Punktsymmetrie“
Wenn eine Figur eine Symmetrieachse besitzt, kannst Du die Figur an der Symmetrieachse entlang „falten“ und die Eckpunkte liegen übereinander. Manche Figuren besitzen auch mehrere Symmetrieachsen.
Damit eine Figur achsensymmetrisch ist, muss sie einige Bedingungen erfüllen.
JederPunktauf der einen Seite der Spiegelachse muss dengleichen Abstandzur Spiegelachse haben, wie der äquivalente (entsprechende) Punkt auf der anderen Spiegelseite.
JederWinkel der einen Seite der Spiegelachse istgleich großmit dem äquivalentenWinkelder anderen Spiegelseite.
JedeSeite der einen Seite der Spiegelachse istgleich lang, wie die äquivalente Seite der anderen Spiegelseite.
Achsensymmetrie Funktion – Formel
Eine Funktion ist achsensymmetrisch, wenn die Funktion durch eine Spiegelung an der y-Achse, wieder ergibt. Mathematisch ist das der Fall, wenn gilt
Jedes Polynom, das ausschließlich gerade Exponenten enthält, ist automatisch achsensymmetrisch.
Im Folgenden findest Du einige Beispiele für achsensymmetrische Funktionen,
Funktion
Beweis
Symmetrieachse
Funktion Grades
Abb - 1: Symmetrieachse Parabel
Funktion Grades
Abb - 2: Symmetrieachse Parabel
Funktion Grades
Abb - 3: Symmetrieachse Funktion vierten Grades
Achsensymmetrische Figuren – Beispiele
Achsensymmetrie kommt in Funktionen und Figuren vor, aber auch in alltäglichen Dingen, wie dem StudySmarter Logo.
Abb - 4: StudySmarter Logo achsensymmetrisch
Im Folgenden findest Du eine Auflistung typischer mathematischer Figuren und ihrer Symmetrieachsen.
Figuren
Symmetrieachsen
Quadrat
DasQuadratbesitztvier Symmetrieachsen.
Abb -5: Achsensymmetrisches Quadrat
Rechteck
DasRechteckhatzweiSymmetrieachsen.
Abb - 6: Achsensymmetrisches Rechteck
gleichschenkligesTrapez
Das gleichschenkligeTrapezhat eineSymmetrieachse.
Abb - 7: Symmetrieachse Trapez
gleichschenkligesDreieck
Das gleichschenkligeDreieckhateineSymmetrieachse.
Abb - 8: Symmetrieachse Dreieck
Kreis
DerKreishatunendlich viel Symmetrieachsen. Alle Geraden, welche durch den Kreismittelpunkt gehen, sind Symmetrieachsen des Kreises.
Abb - 9: Symmetrieachsen Kreis
Achsensymmetrie nachweisen – Formel
Die Achsensymmetrie einer Funktion kann anhand einer Formel nachgewiesen werden. Die Formel lautet . Wenn Du also vor jeden -Wert ein Minus setzt und durch die Berechnung die Ausgangsfunktion rauskommt, dann ist die Funktion achsensymmetrisch.
Zeichne in das regelmäßige Fünfeck alle möglichen Symmetrieachsen ein.
Lösung
Das regelmäßige Fünfeck hat Symmetrieachsen. Die Symmetrieachsen sind die Mittelsenkrechten der Seiten und gleichzeitig die Winkelhalbierenden der Ecken.
Abb - 10: Regelmäßiges Fünfeck mit Symmetrieachsen
Achsensymmetrie nachweisen – Aufgabe 3
Weise rechnerisch nach, ob die Funktion achsensymmetrisch ist.
Lösung
Um rechnerisch nachzuweisen, dass eine Funktion achsensymmetrisch ist, setzt du in die Funktion ein.
Hier siehst Du, dass die Aussage zutrifft und die Funktion f(x) ist achsensymmetrisch.
Achsensymmetrie - Das Wichtigste
Achsensymmetrie beschreibt die Eigenschaft, dass eine Figur oder eine Funktion durch Spiegelung an einer sogenannten Symmetrieachse identisch auf sich selbst abgebildet werden kann.
Geometrische Figurenkönnen mehrere Symmetrieachsen besitzen. DerKreisbesitzt unendlich viele Symmetrieachsen.
Bedingungen der Achsensymmetrie:
JederPunktauf der einen Seite der Spiegelachse muss dengleichen Abstandzur Spiegelachse haben, wie der äquivalente (entsprechende) Punkt auf der anderen Spiegelseite.
JederWinkel der einen Seite der Spiegelachse istgleich großmit dem äquivalentenWinkelder anderen Spiegelseite.
JedeSeite der einen Seite der Spiegelachse istgleich lang, wie die äquivalente Seite der anderen Spiegelseite.
Wenn Du eine Achsensymmetrie nachweisen willst, dann musst Du diese Formel anwenden: .
Nachweise
Vargyas (2015). Achsensymmetrie: Vom Spielen zum Formalisieren. In: Ludwig, M., Filler, A., Lambert, A. (eds) Geometrie zwischen Grundbegriffen und Grundvorstellungen. Springer Spektrum, Wiesbaden.
Schmidt-Thieme, Weigand (2018). Symmetrie und Kongruenz. In: Didaktik der Geometrie für die Sekundarstufe I. Mathematik Primarstufe und Sekundarstufe I + II. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg.
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Häufig gestellte Fragen zum Thema Achsensymmetrie
Was bedeutet Achsensymmetrie?
Eine Figur oder Funktion ist achsensymmetrisch, wenn sie sich an der Symmetrieachse (Spiegelachse) spiegeln lässt. Die Hälften der Figur oder Funktion sind deckungsgleich.
Welche Figuren sind Achsensymmetrisch?
Viele der geometrischen Figuren sind symmetrisch. Alle der folgenden Figuren symmetrisch: Quadrat, Rechteck, gleichschenkliges Trapez, symmetrischer Drachen, gleichschenkliges und gleichseitiges Dreieck und der Kreis.
Wie kann man Achsensymmetrie nachweisen?
Bei Figuren kannst Du Achsensymmetrie nachweisen, indem Du die Figur entlang der Symmetrieachse faltest. Wenn alle Ecken auf einer anderen Ecke liegen ist die Figur achsensymmetrisch.
Was ist der Unterschied zwischen Achsensymmetrie und Punktsymmetrie?
Bei der Achsensymmetrie spiegelst Du an einer Spiegelachse. Bei der Punktsymmetrie spiegelst oder drehst Du die Figur an einem Punkt. Dieser Punkt kann innerhalb und außerhalb der Figur liegen.
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