5702. Докажите, что при центральной симметрии каждый луч переходит в противоположно направленный с ним луч.
Указание. Рассмотрите образы начала луча и произвольной точки этого луча при центральной симметрии.
Решение. Пусть точка
A
— начало луча
l
,
X
— произвольная точка этого луча,
A_{1}
и
X_{1}
— образы точек
A
и
X
при симметрии относительно точки
O
. Рассмотрим случай, когда точка
O
не лежит на прямой
AX
.
Из определения центральной симметрии следует, что точки
X
и
X_{1}
лежат в разных полуплоскостях относительно прямой
AA_{1}
, и треугольники
A_{1}OX_{1}
и
AOX
равны по двум сторонам и углу между ними. Значит, прямые
AX
и
A_{1}X_{1}
параллельны. Следовательно, образ точки
X
принадлежит лучу, противоположному данному.
Аналогично докажем, что образ
Y_{1}
любой точки
Y
луча
AX
принадлежит лучу
A_{1}X_{1}
.
Если центр симметрии лежит на прямой, содержащей данный луч, утверждение очевидно.