Dowieść, że jeżeli figura płaska ma dwie i tylko dwie osie symetrii, to te osie są prostopadłe.
Twierdzenie będzie dowiedzione, gdy wykażemy, że jeżeli jakaś figura płaska ma dwie osie symetrii, które nie są prostopadłe, to ma jeszcze co najmniej jedną oś symetrii.
Przypuśćmy, że figura płaska
ma dwie osie symetrii
i
, które nie są prostopadłe. Mogą się one przecinać (rys. 26) lub być równoległe (rys. 27). W obu przypadkach rozumowanie będzie takie samo. Niech
będzie prostą symetryczną do prostej
względem prostej
. Prosta
jest oczywiście różna od prostej
i różna od prostej
. Dowiedziemy, że prosta
jest osią symetrii figury
.
Jeżeli do figury
należy jakiś punkt
, to należy do niej również punkt
symetryczny do punktu
względem osi
, następnie punkt
symetryczny do punktu
względem osi
, a dalej punkt
symetryczny do punktu
względem osi
. Zauważmy, że odcinek
jest symetryczny do odcinka
względem osi
, gdyż punkty
i
są odpowiednio symetryczne do punktów
i
względem tejże osi. W takim razie symetralna odcinka
jest symetryczna do symetrahaej odcinka
(tj. do prostej
) względem osi
, tzn. symetralną odcinka
jest prosta
. Dowiedliśmy, że jeżeli do figury
należy jakiś punkt
, to należy do niej również punkt
, symetryczny do punktu
względem prostej
, czyli że
jest osią symetrii figury
.