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JAC • Class 7 • Mathematics • Ch 12
Estimated Time: 45 Mins
Study Progress: In Progress

Symmetry

झारखण्ड शैक्षिक परिषद् (JAC) एवं NCERT कक्षा 7 गणित का द्वादश अध्याय "सममिति" (Symmetry) ज्यामितीय सौंदर्य, संतुलन और अनुपात का सर्वोच्च कलात्मक विज्ञान है। जब किसी आकृति के दो भाग एक-दूसरे को बिल्कुल ढक लेते हैं या किसी आकृति को घुमाने पर वह अपनी मूल स्थिति जैसी ही प्रतीत होती है, तो उस गुण को सममिति कहते हैं। इस अध्याय में रैखिक सममिति (Line Symmetry / Reflection Symmetry), नियमित बहुभुजों में सममिति रेखाएँ, घूर्णन सममिति (Rotational Symmetry), घूर्णन का केंद्र (Center of Rotation), घूर्णन का कोण (Angle of Rotation), घूर्णन का क्रम (Order of Symmetry) तथा रैखिक व घूर्णन दोनों सममिति रखने वाली समतलीय आकृतियों का वैज्ञानिक विश्लेषण प्रस्तुत किया गया है।

🦋 क्या आपने कभी सोचा है?

🏛️ दुनिया के सात अजूबों में शामिल आगरा का ताजमहल हमें इतना भव्य, शांत और सुंदर क्यों दिखाई देता है? क्या इसके पीछे उसके दोनों हिस्सों का बिल्कुल आईने जैसा सममित (Symmetric) होना है?

🪭 जब छत का पंखा या पवनचक्की (Windmill) घूमती है, तो वह एक पूरा चक्कर ($360^\circ$) लगाने से पहले ही कई बार बिल्कुल अपनी प्रारंभिक स्थिति जैसी क्यों दिखाई देती है?

🔤 अंग्रेजी वर्णमाला के अक्षर ‘H’, ‘O’ और ‘X’ में ऐसी क्या ख़ास बात है कि उन्हें दर्पण के सामने उलटा रखने पर भी वे बिल्कुल नहीं बदलते?

प्रकृति में तितली के पंखों से लेकर मानव चेहरे और फूलों की पंखुड़ियों तक फैला यह अद्भुत संतुलन हमें सममिति (Symmetry) के सिद्धांतों में मिलता है। यह अध्याय गणित को केवल अंकों का खेल नहीं, बल्कि सौंदर्य की पहचान बना देता है।

Why This Chapter Matters

स्थापत्य कला (Architecture), कपड़ों पर रंगोली व पैटर्न डिजाइनिंग, कार व हवाई जहाजों की एयरोडायनामिक डिजाइनिंग, और जैविक विज्ञान में जीवों का वर्गीकरण (Bilateral & Radial Symmetry) सममिति पर ही आधारित है। सममित आकृतियों में तनाव और भार समान रूप से बँटता है, जिससे वे अधिक मजबूत और दीर्घजीवी होती हैं।

Before You Begin (Prerequisites)

  • विभिन्न समतलीय आकृतियों (त्रिभुज, वर्ग, आयत, वृत्त) की पहचान।
  • दर्पण परावर्तन (Mirror Reflection) की प्राथमिक समझ।
  • कोणों की माप: $90^\circ, 180^\circ, 360^\circ$ (एक पूरा चक्कर)।
  • नियमित बहुभुज (Regular Polygons) का अर्थ: जिनकी सभी भुजाएं और कोण समान हों।

What You Will Learn (Core Objectives)

  • रैखिक सममिति (Line of Symmetry) की पहचान कर सकेंगे तथा आकृतियों में सममिति अक्ष खींच सकेंगे।
  • नियमित बहुभुज में सममिति रेखाओं की संख्या ($n$ भुजाओं हेतु $n$ रेखाएँ) का नियम सिद्ध कर सकेंगे।
  • दर्पण रेखा (Mirror Line) पर किसी आकृति के परावर्तन का सटीक चित्र बना सकेंगे।
  • घूर्णन का केंद्र (Center of Rotation) और घूर्णन का कोण (Angle of Rotation) ज्ञात कर सकेंगे।
  • घूर्णन का क्रम (Order of Rotational Symmetry = $360^\circ / \text{Angle}$) निकाल सकेंगे।
  • रैखिक सममिति और घूर्णन सममिति के बीच के अंतर को स्पष्ट कर सकेंगे।
  • ऐसी आकृतियों (जैसे वर्ग, समबाहु त्रिभुज, वृत्त) की पहचान कर सकेंगे जिनमें दोनों सममितियाँ पाई जाती हैं।

Chapter Roadmap & Progression

1 1. रैखिक सममिति एवं नियमित बहुभुज (...
2 2. घूर्णन सममिति: केंद्र, कोण एवं क...
3 3. प्रमुख आकृतियों में घूर्णन सममित...
4 4. दोनों सममितियों का संयोजन एवं अं...

Complete Concept Guide (100% Curriculum Coverage)

1. रैखिक सममिति एवं नियमित बहुभुज (Line Symmetry & Regular Polygons)

1. रैखिक सममिति (Line / Reflection Symmetry)

यदि किसी आकृति को एक सीधी रेखा के अनुदिश मोड़ने पर उसका एक आधा भाग दूसरे आधे भाग को पूर्णतया ढक ले, तो वह आकृति रैखिक सममित कहलाती है। उस रेखा को सममिति रेखा (Line of Symmetry / Axis of Symmetry) कहते हैं।

2. नियमित बहुभुजों में सममिति का स्वर्णिम नियम

नियमित बहुभुज (Regular Polygon) वह समतलीय आकृति है जिसकी सभी भुजाएं समान लंबाई की तथा सभी कोण समान माप के होते हैं।

स्वर्णिम नियम: किसी भी $n$ भुजाओं वाले नियमित बहुभुज में ठीक $n$ सममिति रेखाएँ होती हैं!
आकृति भुजाओं की संख्या सममिति रेखाओं की संख्या प्रकार / दिशाएं
समबाहु त्रिभुज (Equilateral Triangle) 3 3 तीनों शीर्षों से सम्मुख भुजाओं के लंब
वर्ग (Square) 4 4 2 भुजाओं के मध्य-बिंदुओं से + 2 विकर्ण
नियमित पंचभुज (Regular Pentagon) 5 5 प्रत्येक शीर्ष से सम्मुख भुजा पर
नियमित षड्भुज (Regular Hexagon) 6 6 3 विकर्ण + 3 भुजाओं के लंब-समद्विभाजक
आयत (Rectangle - नियमित नहीं) 4 2 केवल 2 (भुजाओं के लंबवत; विकर्ण सममिति रेखा नहीं होते!)
वृत्त (Circle) - अनंत (असीमित) केंद्र से होकर गुजरने वाला प्रत्येक व्यास

2. घूर्णन सममिति: केंद्र, कोण एवं क्रम (Rotational Symmetry: Center, Angle & Order)

1. घूर्णन सममिति की परिभाषा

जब किसी आकृति को उसके किसी स्थिर बिंदु के चारों ओर घुमाया जाता है और $360^\circ$ के एक पूरे चक्र के दौरान वह एक से अधिक बार अपनी प्रारंभिक स्थिति के बिल्कुल समरूप (Identical) दिखाई दे, तो उस आकृति में घूर्णन सममिति होती है।

  • घूर्णन का केंद्र (Center of Rotation): वह स्थिर बिंदु जिसके चारों ओर आकृति को घुमाया जाता है (जैसे पंखे की केंद्रीय धुरी)।
  • घूर्णन का कोण (Angle of Rotation): वह न्यूनतम कोण जिससे घुमाने पर आकृति अपनी मूल स्थिति जैसी दिखने लगे।
  • घूर्णन का क्रम (Order of Symmetry): $360^\circ$ के एक पूरे चक्कर में आकृति जितनी बार अपनी मूल स्थिति से मेल खाती है:
$$\text{घूर्णन का क्रम (Order)} = \frac{360^\circ}{\text{घूर्णन का कोण (Angle)}}$$

3. प्रमुख आकृतियों में घूर्णन सममिति (Rotational Symmetry in Common Shapes)

मानक आकृतियों का घूर्णन विश्लेषण
आकृति घूर्णन का केंद्र घूर्णन का कोण घूर्णन का क्रम (Order)
वर्ग (Square) विकर्णों का प्रतिच्छेद बिंदु $90^\circ$ 4 ($360^\circ / 90^\circ$)
आयत (Rectangle) विकर्णों का प्रतिच्छेद बिंदु $180^\circ$ 2 ($360^\circ / 180^\circ$)
समबाहु त्रिभुज माध्यिकाओं का संगम (केंद्रक) $120^\circ$ 3 ($360^\circ / 120^\circ$)
समचतुर्भुज (Rhombus) विकर्णों का प्रतिच्छेद बिंदु $180^\circ$ 2
वृत्त (Circle) वृत्त का केंद्र प्रत्येक कोण पर अनंत (Infinite)

विशेष नियम: प्रत्येक आकृति में क्रम 1 की घूर्णन सममिति तो स्वयं ही होती है ($360^\circ$ पर प्रत्येक आकृति मूल जैसी ही दिखती है), अतः घूर्णन सममिति केवल तभी मानी जाती है जब उसका क्रम 1 से अधिक ($> 1$) हो।

4. दोनों सममितियों का संयोजन एवं अंग्रेजी वर्णमाला (Dual Symmetry & Alphabets)

1. रैखिक एवं घूर्णन दोनों सममिति वाली आकृतियाँ

कुछ आकृतियों में रैखिक सममिति रेखाएं भी होती हैं और उनका घूर्णन क्रम भी 1 से अधिक होता है (जैसे समबाहु त्रिभुज, वर्ग, समषड्भुज, वृत्त)।

2. अंग्रेजी वर्णमाला के अक्षरों की सममिति
सममिति का प्रकार अंग्रेजी वर्णमाला के अक्षर
केवल ऊर्ध्वाधर (Vertical) रैखिक सममिति A, M, T, U, V, W, Y
केवल क्षैतिज (Horizontal) रैखिक सममिति B, C, D, E, K
क्षैतिज व ऊर्ध्वाधर दोनों रैखिक सममिति H, I, X, O
घूर्णन सममिति (क्रम 2) किंतु कोई रैखिक सममिति नहीं N, S, Z
रैखिक एवं घूर्णन दोनों सममिति (क्रम 2 या अधिक) H, I, O, X

Key Formulas, Identities & Theorems

नियमित बहुभुज सममिति रेखा सूत्र
$$\text{Lines of Symmetry} = n$$
जहाँ n नियमित बहुभुज की भुजाओं की संख्या है।
घूर्णन का क्रम (Order of Symmetry) सूत्र
$$\text{Order} = \frac{360^\circ}{\text{Angle of Rotation}}$$
360° को न्यूनतम घूर्णन कोण से भाग देने पर क्रम प्राप्त होता है।
घूर्णन कोण (Angle of Rotation) सूत्र
$$\text{Angle} = \frac{360^\circ}{\text{Order}}$$
क्रम से 360° को भाग देकर न्यूनतम घूर्णन कोण निकाला जाता है।
वर्ग के सममिति मापदंड
$$\text{Lines} = 4, \quad \text{Angle} = 90^\circ, \quad \text{Order} = 4$$
वर्ग में 4 सममिति रेखाएँ तथा क्रम 4 की घूर्णन सममिति होती है।
समबाहु त्रिभुज सममिति मापदंड
$$\text{Lines} = 3, \quad \text{Angle} = 120^\circ, \quad \text{Order} = 3$$
समबाहु त्रिभुज में 3 सममिति रेखाएँ तथा 120° पर क्रम 3 की घूर्णन सममिति होती है।

Conceptual Solved Examples & Case Studies

Example 1
एक समबाहु त्रिभुज और एक आयत में सममिति रेखाओं की संख्या तथा घूर्णन सममिति का क्रम ज्ञात कीजिए।
Step-by-Step Solution:

(i) समबाहु त्रिभुज (Equilateral Triangle):
- सममिति रेखाओं की संख्या = 3 (तीनों शीर्षों से खींचे गए लंब)
- घूर्णन का कोण = $360^\circ / 3 = 120^\circ$
- घूर्णन सममिति का क्रम = 3

(ii) आयत (Rectangle):
- सममिति रेखाओं की संख्या = 2 (भुजाओं के लंब-समद्विभाजक; विकर्ण नहीं होते)
- घूर्णन का कोण = $180^\circ$
- घूर्णन सममिति का क्रम = $360^\circ / 180^\circ = \mathbf{2}$
उत्तर: समबाहु त्रिभुज: 3 रेखाएँ, क्रम 3; आयत: 2 रेखाएँ, क्रम 2।

Example 2
क्या किसी आकृति में $45^\circ$ के कोण पर घूर्णन सममिति हो सकती है? क्या $17^\circ$ पर हो सकती है? कारण दीजिए।
Step-by-Step Solution:
घूर्णन सममिति होने के लिए घूर्णन कोण का $360^\circ$ का पूर्ण विभाजक (Factor) होना अनिवार्य है ताकि क्रम एक पूर्ण संख्या हो:

(i) $45^\circ$ के लिए:
$$\text{क्रम} = \frac{360^\circ}{45^\circ} = 8 \quad (\text{पूर्ण संख्या})$$
अतः $45^\circ$ पर क्रम 8 की घूर्णन सममिति संभव है।

(ii) $17^\circ$ के लिए:
$$\frac{360^\circ}{17^\circ} = 21.176... \quad (\text{पूर्ण संख्या नहीं है})$$
चूँकि 17 से 360 पूर्णतया विभाजित नहीं होता, अतः $17^\circ$ पर घूर्णन सममिति संभव नहीं है।
उत्तर: $45^\circ$ पर हाँ (क्रम 8), $17^\circ$ पर नहीं।
Example 3
अंग्रेजी वर्णमाला के ऐसे दो अक्षरों के नाम लिखिए जिनमें केवल क्षैतिज रैखिक सममिति हो तथा दो ऐसे जिनमें घूर्णन सममिति हो।
Step-by-Step Solution:
(i) केवल क्षैतिज रैखिक सममिति वाले अक्षर:
अक्षर B और E (इन्हें बीच से क्षैतिज रेखा द्वारा दो समान भागों में बाँटा जा सकता है)।

(ii) घूर्णन सममिति वाले अक्षर (क्रम 2):
अक्षर S और Z (इन्हें $180^\circ$ घुमाने पर ये ठीक वैसे ही दिखते हैं, यद्यपि इनमें कोई रैखिक सममिति नहीं है)।
उत्तर: क्षैतिज सममिति: B, E; घूर्णन सममिति: S, Z।
Example 4
एक नियमित षड्भुज (Regular Hexagon) के लिए सममिति रेखाओं की संख्या, घूर्णन का केंद्र, घूर्णन का कोण और घूर्णन का क्रम लिखिए।
Step-by-Step Solution:

नियमित षड्भुज में 6 समान भुजाएं होती हैं ($n = 6$):
- सममिति रेखाओं की संख्या = $n = \mathbf{6}$
- घूर्णन का केंद्र = षड्भुज का ज्यामितीय केंद्र (विकर्णों का संगम)
- घूर्णन का कोण = $360^\circ / 6 = \mathbf{60^\circ}$
- घूर्णन सममिति का क्रम = $\mathbf{6}$
उत्तर: रेखाएँ = 6, कोण = $60^\circ$, क्रम = 6।

Example 5
एक ऐसी आकृति का उदाहरण दीजिए जिसमें रैखिक सममिति तो हो किंतु क्रम 1 से अधिक की घूर्णन सममिति न हो।
Step-by-Step Solution:

समद्विबाहु त्रिभुज (Isosceles Triangle):
- इसमें असमान भुजा के मध्य-बिंदु से शीर्ष को मिलाने वाली 1 रैखिक सममिति रेखा होती है।
- किंतु इसे घुमाने पर यह केवल $360^\circ$ के पूरे चक्कर पर ही मूल स्थिति में आता है, अतः इसमें क्रम 1 से अधिक की घूर्णन सममिति नहीं होती।
उत्तर: समद्विबाहु त्रिभुज या पतंग (Kite)।

Common Misconceptions & Examiner Traps

Common Misconception

आयत के विकर्णों को सममिति रेखा मान लेना!

Scientific Reality & Correction

आयत के विकर्ण के अनुदिश मोड़ने पर दोनों त्रिभुज एक-दूसरे को पूर्णतया नहीं ढकते (कोने बाहर निकल जाते हैं)। आयत में केवल 2 सममिति रेखाएं होती हैं जो भुजाओं के लंब-समद्विभाजक होती हैं। विकर्ण केवल वर्ग में सममिति रेखा होते हैं।

Common Misconception

घूर्णन के क्रम को कोण समझ लेना (जैसे क्रम = 90° लिख देना)!

Scientific Reality & Correction

घूर्णन का कोण अंशों में होता है (जैसे 90°), जबकि घूर्णन का क्रम एक शुद्ध संख्या होती है (जैसे 360°/90° = 4)।

Common Misconception

अक्षर S और Z में रैखिक सममिति मान लेना!

Scientific Reality & Correction

S और Z में कोई भी सममिति रेखा नहीं होती (मोड़ने पर भाग उल्टे हो जाते हैं)। इनमें केवल $180^\circ$ की घूर्णन सममिति (क्रम 2) होती है।

Visual Learning & Conceptual Map

सममिति के प्रकार: रैखिक सममिति एवं घूर्णन सममिति (Line & Rotational Symmetry) वर्ग की 4 सममिति रेखाएँ (Lines = 4) 2 मध्य-रेखाएँ + 2 विकर्ण = 4 रेखाएँ घूर्णन सममिति (Windmill: Order = 4) घूर्णन कोण = 90°, घूर्णन का क्रम = 4

Chapter Summary & 10 Key Takeaways

Takeaway 1
समतलीय आकृति को मोड़ने पर एक आधा भाग दूसरे को ढक ले, तो वह रेखा सममिति रेखा कहलाती है।
Takeaway 2
किसी $n$ भुजाओं वाले नियमित बहुभुज में ठीक $n$ सममिति रेखाएँ होती हैं।
Takeaway 3
समबाहु त्रिभुज में 3, वर्ग में 4 तथा नियमित षड्भुज में 6 सममिति रेखाएँ होती हैं।
Takeaway 4
आयत में 2 सममिति रेखाएँ होती हैं; आयत के विकर्ण सममिति रेखा नहीं होते।
Takeaway 5
वृत्त में उसके केंद्र से गुजरने वाले सभी व्यास अनंत सममिति रेखाएँ बनाते हैं।
Takeaway 6
घूर्णन सममिति में $360^\circ$ के चक्र में आकृति एक से अधिक बार मूल जैसी दिखती है।
Takeaway 7
घूर्णन का क्रम = $360^\circ / \text{घूर्णन का कोण}$ होता है।
Takeaway 8
वर्ग में $90^\circ$ के कोण पर क्रम 4 की घूर्णन सममिति होती है।
Takeaway 9
अंग्रेजी अक्षर H, I, O, X में रैखिक एवं घूर्णन दोनों सममितियाँ पाई जाती हैं।
Takeaway 10
अक्षर S और Z में कोई रैखिक सममिति नहीं होती, किंतु क्रम 2 की घूर्णन सममिति होती है।

Check Your Understanding (Diagnostic Practice Questions)

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1
समबाहु त्रिभुज में कितनी सममिति रेखाएँ होती हैं?
Reveal Answer & Explanation
Answer: 3
समबाहु त्रिभुज में तीनों शीर्षों से सम्मुख भुजाओं के मध्य-बिंदुओं को मिलाने वाली 3 रेखाएँ सममिति रेखाएँ हैं।
2
एक वृत्त की घूर्णन सममिति का क्रम क्या है?
Reveal Answer & Explanation
Answer: अनंत (Infinite)
वृत्त को अपने केंद्र के परितः किसी भी कोण पर घुमाने पर वह अपनी मूल स्थिति जैसा ही रहता है।
3
यदि किसी आकृति का घूर्णन कोण $60^\circ$ है, तो उसकी घूर्णन सममिति का क्रम क्या होगा?
Reveal Answer & Explanation
Answer: 6
क्रम = $360^\circ / 60^\circ = 6$।
4
क्या एक विषमबाहु त्रिभुज (Scalene Triangle) में कोई सममिति रेखा होती है?
Reveal Answer & Explanation
Answer: नहीं (0)
विषमबाहु त्रिभुज की तीनों भुजाएं और कोण असमान होते हैं, अतः इसमें कोई सममिति रेखा नहीं होती।
5
अंग्रेजी वर्णमाला के उस अक्षर का नाम बताइए जिसमें अनंत सममिति रेखाएं होती हैं।
Reveal Answer & Explanation
Answer: O (यदि वृत्त माना जाए)
पूर्ण वृत्ताकार अक्षर O में अनंत सममिति रेखाएँ और अनंत घूर्णन क्रम होता है।
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