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図形の移動 ── 平行移動・対称移動・回転移動

図形を 形を変えずに動かす方法は3つあります:平行移動・対称移動・回転移動。これらの違いを理解すると、複雑な図形でも「これは○○移動の組み合わせ」と分解して見られるようになります。

3つの移動

3つの移動方法 平行移動 同じ向きへスライド 対称移動 対称の軸で折り返す 回転移動 O 中心の周りに回す
図1:平行・対称・回転の3つの移動

1. 平行移動

用語
平行移動
図形を 同じ向きに同じ距離だけスライドさせる移動。
性質:対応する点を結ぶ線分は すべて平行で同じ長さ

性質と作図

  • 図形の 形と大きさは変わらない
  • 対応する点を結ぶ線(移動の方向)はすべて 同じ向き、同じ長さ
  • 1点の動き方が決まれば、すべての点の動き方が決まる

2. 対称移動

用語
対称移動
1本の直線(対称の軸)を境に、図形を 折り返した位置に移す移動。
性質:対応する点を結ぶ線分は、対称の軸によって 垂直に2等分される

性質と作図

  • 図形の形と大きさは変わらない(鏡うつしのイメージ)
  • 対応する点 A, A' は、対称の軸に対して 垂直の位置にあり、軸からの距離が同じ
  • 対称の軸は、対応する2点を結ぶ線分の 垂直二等分線になる

3. 回転移動

用語
回転移動
1点(回転の中心)を中心に、図形をある角度だけ回す移動。
性質:対応する点と中心を結ぶ線分の 長さは変わらず回した角度がすべて同じ

性質と作図

  • 形と大きさは変わらない
  • 対応する点 A, A' から中心 O への距離は同じ:OA = OA'
  • 角 ∠AOA' は、すべての対応する点で同じ(=回転角)
特別な回転:点対称
点対称(180°回転)

回転角を 180° にした回転移動。中心を 対称の中心と呼ぶ。

点対称な図形:平行四辺形、円、長方形、ひし形、正方形、正六角形など。

3つの移動の特徴比較

3つの移動の比較 観点 平行移動 対称移動 回転移動 必要な情報 向きと距離 対称の軸 中心と角度 対応点を結ぶ線 同じ向き・同じ長さ 軸が垂直二等分線 中心からの距離一定 向き(裏表) 変わらない 裏返る 変わらない エスカレーター 鏡うつし 時計の針
図2:3つの移動の特徴比較

移動しても変わらないもの

平行移動、対称移動、回転移動は、どれも図形の形と大きさを変えません。変わるのは位置や向きです。だから、移動前後の図形は合同です。辺の長さ、角の大きさ、面積は同じままです。この「変わるもの」と「変わらないもの」を分けると、図形の移動はかなり見やすくなります。

  • 変わらない:辺の長さ、角の大きさ、面積、図形の形。
  • 変わることがある:位置、向き、頂点の座標。
  • 対称移動では、左右が反転する。
  • 回転移動では、中心・角度・向きが重要になる。

作図で見るポイント

平行移動では、対応する点がすべて同じ方向に同じ距離だけ動きます。対称移動では、対応する点を結ぶ線分が対称の軸に垂直で、軸によって二等分されます。回転移動では、中心から対応する点までの距離が等しく、回転した角度も等しくなります。図を見たら、まず対応する点を1組決めて、その動き方を調べるのがコツです。

練習問題

問題1(用語)
次の移動の名前を答えなさい。
  1. 図形を同じ向きに同じ距離だけずらす移動
  2. 1点を中心に、図形を一定の角度だけ回す移動
  3. 1本の直線を境に、図形を折り返す移動
答えを見る

(1) 平行移動 (2) 回転移動 (3) 対称移動

問題2(性質)
対称移動について、対応する2点を結ぶ線分と対称の軸との関係を答えなさい。
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解答:対応する2点を結ぶ線分は、対称の軸によって 垂直に2等分される
言いかえると、対称の軸は対応する2点を結ぶ線分の 垂直二等分線になる。

問題3(記述)
「平行移動」と「回転移動」の違いを、自分のことばで説明しなさい。
答えを見る

解答例:平行移動は、図形を一定の方向に一定の距離だけずらす移動で、図形の向きは変わらない(すべての点が同じ動き方をする)。回転移動は、ある1点(回転の中心)を中心にして、図形をある角度だけ回す移動で、各点と中心との距離は変わらないが、点ごとに動く方向は異なる。平行移動は「全体が同じように動く」、回転移動は「中心の周りで角度ごとに動く」と区別できる。

まとめ

  • 3つの移動:平行移動(スライド)/対称移動(折り返し)/回転移動(回す)
  • どれも 形と大きさは変わらない。違いは対応点の動き方。
  • 平行移動:対応点を結ぶ線が同じ向き・同じ長さ。
  • 対称移動:軸が対応点を結ぶ線分の垂直二等分線。図形は裏返る。
  • 回転移動:中心からの距離が一定、回転角がすべての点で同じ。180°回転は 点対称