№540*. Докажите, что если фигура имеет две взаимно перпендикулярные оси симметрии, то точка их пересечения является центром симметрии фигуры.
Дано:
Фигура .
Прямые и — оси симметрии этой фигуры.
.
.
Доказать:
Точка — центр симметрии фигуры .
Доказательство:
1) Для доказательства удобно воспользоваться методом координат. Введём прямоугольную систему координат так, чтобы её начало совпадало с точкой пересечения осей симметрии — точкой .
Ось абсцисс () направим вдоль оси симметрии , а ось ординат () — вдоль оси симметрии (это возможно, так как оси взаимно перпендикулярны по условию).
2) Выберем произвольную точку с координатами , принадлежащую нашей фигуре .
3) Так как ось (ось ) является осью симметрии фигуры , то точка, симметричная точке относительно оси , также должна принадлежать фигуре .
При отражении относительно оси абсцисса точки сохраняется, а ордината меняет знак на противоположный. Обозначим эту точку :
4) Аналогично, ось (ось ) также является осью симметрии фигуры .
Следовательно, точка, симметричная полученной точке относительно оси , тоже принадлежит фигуре .
При отражении относительно оси ордината сохраняется, а абсцисса меняет знак. Обозначим эту точку :
5) Сравним координаты начальной точки и конечной точки .
Координаты этих точек противоположны друг другу. По определению, две точки с противоположными координатами симметричны относительно начала координат (точки ).
6) Таким образом, мы доказали, что для любой точки , принадлежащей фигуре , существует точка , симметричная ей относительно точки , которая также принадлежит фигуре .
Это в точности означает, что фигура центрально-симметрична относительно точки .
Вывод: Точка пересечения двух взаимно перпендикулярных осей симметрии фигуры является её центром симметрии. Что и требовалось доказать.