Симметрия относительно прямой окружности

Осевая и центральная симметрия

Симметрия относительно прямой окружности

О чем эта статья:

Видео:Центральная симметрия. 6 класс.Скачать

Центральная симметрия. 6 класс.

Что такое симметрия

Симметрия — это соразмерность, пропорциональность частей чего-либо, расположенных по обе стороны от центра. Говоря проще, если обе части от центра одинаковы, то это симметрия.

Ось симметрии фигуры — это прямая, которая делит фигуру на две симметричные части. Чтобы наглядно понять, что такое ось симметрии, внимательно рассмотрите рисунок.

Симметрия относительно прямой окружности

Центр симметрии — это точка, в которой пересекаются все оси симметрии.

Вернемся к рисунку: на нем мы видим фигуры, имеющие ось и центр симметрии.

Рассмотрите фигуры с осевой и центральной симметрией.

  • Ось симметрии угла — биссектриса.
  • Ось симметрии равностороннего треугольника — биссектриса, медиана, высота.
  • Оси симметрии прямоугольника проходят через середины его сторон.
  • У ромба две оси симметрии — прямые, содержащие его диагонали.
  • У квадрата 4 оси симметрии, так как он сразу и квадрат, и ромб.
  • Ось симметрии окружности — любая прямая, проведенная через ее центр.

Симметрия относительно прямой окружности

Витрувианский человек да Винчи — хрестоматийный пример симметрии. Принято считать, что, чем предмет симметричнее, тем он красивее. Хотя, по секрету, в природе нет ничего абсолютно симметричного, так уж задумано. Вся идеальная симметрия — дело рук человека.

Видео:Осевая симметрия. 6 класс.Скачать

Осевая симметрия. 6 класс.

Осевая симметрия

Вот как звучит определение осевой симметрии:

Осевой симметрией называется симметрия, проведенная относительно прямой. При осевой симметрии любой точке, расположенной по одну сторону прямой, всегда соответствует другая точка на второй стороне этой прямой.

При этом отрезки, соединяющие эти точки, перпендикулярны оси симметрии.

Осевая симметрия часто встречается в повседневной жизни. К сожалению, не на фото в паспорте и не в стрелках на глазах. Но её вполне себе можно встретить в половинках авокадо, на морде кота или в зданиях вокруг. Осевая симметрия — неотъемлемая часть архитектуры. Оглядитесь и поищите примеры осевой симметрии вокруг вас.

Симметрия относительно прямой окружности

В геометрии есть фигуры, обладающие осевой симметрией: квадрат, треугольник, ромб, прямоугольник.

Давайте разберемся, как построить фигуру, симметричную данной относительно прямой.

Пример 1. Постройте треугольник A1B1C1 ,симметричный треугольнику ABC относительно прямой.

Симметрия относительно прямой окружности

  1. Проведем из вершин треугольника ABC три прямые, перпендикулярные оси симметрии, выведем эти прямые на другую сторону оси симметрии.
  2. Найдем расстояние от вершин треугольника ABC до точек на оси симметрии.
  3. С другой стороны прямой отложим такие же расстояния.
  4. Соединяем точки отрезками и строим треугольник A1B1C1, симметричный треугольнику ABC.
  5. Получаем два треугольника, симметричных относительно оси симметрии.

Пример 2. Постройте треугольник, симметричный треугольнику ABC относительно прямой d.

Симметрия относительно прямой окружности

  1. Строим по уже известному алгоритму. Проводим прямые, перпендикулярные прямой d, из вершин треугольника ABC и выводим их на другую сторону оси симметрии.
  2. Измеряем расстояние от вершин до точек на прямой.
  3. Откладываем такие же расстояния на другой стороне оси симметрии.
  4. Соединяем точки и строим треугольник A1B1C1.

Пример 3. Построить отрезок A1B1, симметричный отрезку AB относительно прямой l.

Симметрия относительно прямой окружности

  1. Проводим через точку А прямую, перпендикулярную прямой l.
  2. Проводим через точку В прямую, перпендикулярную прямой l.
  3. Измеряем расстояния от точек А и В до прямой l.
  4. Откладываем такое же расстояние на перпендикулярных прямых от прямой l по другую сторону и ставим точки A1 и B1.
  5. Соединяем точки A1 и B1.

Больше примеров и увлекательных заданий — на курсах по математике в онлайн-школе Skysmart!

Видео:8 класс, 9 урок, Осевая и центральная симметрияСкачать

8 класс, 9 урок, Осевая и центральная симметрия

Центральная симметрия

Теперь поговорим о центральной симметрии — вот ее определение:

Центральной симметрией называется симметрия относительно точки.

Фигуры с центральной симметрией, как и фигуры с осевой симметрией, окружают нас повсюду. Центральную симметрию можно заметить в живой природе, в разрезе фруктов и в цветах.

Симметрия относительно прямой окружности

Давайте разберемся, как построить центральную симметрию и рассмотрим алгоритм построения фигур с центральной симметрией.

Пример 1: Постройте треугольник A1B1C1 ,симметричный треугольнику ABC, относительно центра (точки О).

Симметрия относительно прямой окружности

  1. Соединяем точки ABC c центром и выводим эти прямые на другую сторону оси.
  2. Измеряем отрезки AO, BO, CO и откладываем равные им отрезки с другой стороны от центра (точки О).
  3. Получившиеся точки соединяем отрезками A1B1 A1C1 B1C1.
  4. Получаем треугольник A1B1C1, симметричный треугольнику ABC, относительно центра.

Пример 2. Построить отрезок A1B1, симметричный отрезку AB относительно центра (точки О).

Симметрия относительно прямой окружности

  1. Измеряем расстояние от точки B до точки О и от точки А до точки О.
  2. Проводим прямую из точки А через точку О и выводим ее на другую сторону.
  3. Проводим прямую из точки B через точку О и выводим ее на другую сторону.
  4. Чертим на противоположной стороне отрезки А1О и B1О, равные отрезкам АО и АB.
  5. Соединяем точки A1 и B1 и получаем отрезок A1B1, симметричный данному.

Видео:Симметрия относительно прямойСкачать

Симметрия относительно прямой

Задачи на самопроверку

В 8 классе геометрия — сплошная симметрия: центральная, осевая, зеркальная да какая угодно. Чтобы во всем этом не поплыть, больше тренируйтесь. Чертите и приглядывайтесь, угадывайте вид симметрии и решайте больше задачек. Вот несколько упражнений для тренировки. Мы в вас очень верим!

Задачка 1. Рассмотрите симметричные геометрические рисунки и назовите вид симметрии.

Мы рассмотрели примеры осевой и центральной симметрии и знаем, что:

Симметрия относительно прямой — осевая
Симметрия относительно точки — центральная

Симметрия относительно прямой окружности

Задачка 2. Пусть M и N какие-либо точки, l — ось симметрии. М1 и N1 — точки,
симметричные точкам M и N относительно прямой l. Докажите, что MN = М1N1.

Симметрия относительно прямой окружности

Подсказка: опустите перпендикуляры из точек N и N1 на прямую MМ1.

Задачка 3. Постройте фигуру, симметричную данной относительно прямой a.

Видео:Симметрия относительно точки. 6 классСкачать

Симметрия относительно точки. 6 класс

Планиметрия. Страница 7

Симметрия относительно прямой окружности

  • Главная
  • Репетиторы
  • Статьи и материалы
  • Контакты

Симметрия относительно прямой окружности

Видео:Симметрия относительно прямой (осевая симметрия). Пример 2Скачать

Симметрия относительно прямой (осевая симметрия). Пример 2

1.Движение и его свойства

Пусть на плоскости задана геометрическая фигура. Если каждую точку данной фигуры переместить на некоторое расстояние, так чтобы расстояние между точками сохранилось, то мы получим новую фигуру, преобразованную из данной. (Рис.1) Таким образом, преобразование одной фигуры в другую так, что расстояние между точками остается неизменным, называется движением.

Например, при перемещении фигуры М на некоторое расстояние получим фигуру М1. Все точки фигуры М передут в точки фигуры М1. Расстояние между точками сохранится АВ = А1В1

Видео:Осевая и центральная симметрия, 6 классСкачать

Осевая и центральная симметрия, 6 класс

Свойства движения

При движение все точки, лежащие на прямой, перейдут в точки также лежащие на прямой. Порядок их взаимного расположения останется неизменным. Т.е. Прямые переходят в прямые, полупрямые — в полупрямые, отрезки — в отрезки и т.д. При движении градусная мера угла между двумя полупрямыми останется неизменной.

5.Пример 1

Докажите, что у параллелограмма точка пересечения диагоналей является центром симметрии.

Доказательство:

Пусть дан параллелограмм АВA’В’ (Рис.5). По свойству параллелограмма, его диагонали делятся точкой пересечения пополам, а противолежащие стороны параллельны и равны. Следовательно, треугольники АОB’ и ВОА’ равны по двум сторонам и углу между ними. АО = ОА’, ВО = ОB’, углы при вершине О равны как вертикальные. А отсюда следует, что точки A’ и B’ симметричны точкам А и В относительно точки О. Т.е. получается, что вершины параллелограмма центрально симметричны относительно точки О.

Теперь на стороне АВ’ возьмем произвольную точку Е и проведем через нее прямую, проходящую через точку О. Треугольники ЕОВ’ и BOE’ равны по второму признаку равенства треугольников: по стороне и прилегающим к ней углам. BO = OB’ и углы при вершинах О и В,B’ равны (при вершине О как вертикальные, при вершинах B,B’ как внутренние накрест лежащие). Следовательно, отрезки ЕО и ОE’ равны, т.е. ЕО = ОE’.

Симметрия относительно прямой окружности

Рис.5 Задача. Докажите, что у параллелограмма.

Отсюда можно сделать вывод, что каждая точка Х параллелограмма переходит в точку X’, симметричную относительно данной точки О. Т.е. преобразование симметрии относительно точки О переводит параллелограмм в сам себя, поэтому он называется центрально-симметричной фигурой, а точка О является его центром симметрии.

Пример 2

Докажите, что прямая, содержащая медиану равнобедренного треугольника, которая проведена к основанию, является его осью симметрии.

Доказательство:

Пусть АВА’ данный равнобедренный треугольник с основанием АА’, АВ = ВA’ (Рис.6). Медиана ОВ лежит на прямой а. Так как медиана делит противолежащую сторону пополам, то треугольники АВО и A’BO равны по трем сторонам (АВ = ВA’, АО = ОA’, сторона ОВ у них общая). Следовательно, углы при вершине О равны 90°, как равные смежные углы. А углы при вершине В равны, так как треугольники равны. Следовательно, вершина треугольника А симметрична вершине A’ относительно прямой а, так как основание АA’ перпендикулярно прямой а. Так же как и для любой точки, принадлежащей отрезку АО, найдется симметричная ей точка на отрезке ОА’ относительно прямой а.

Точка В лежит на прямой а, поэтому она симметрична сама себе относительно прямой а.

Теперь проведем произвольную прямую b, параллельную основанию АА’. Она пересечет боковые стороны треугольника в точках ЕЕ’. Рассмотрим треугольники ЕВО’ и BO’E’. Они равны по второму признаку равенства треугольников (по стороне и прилегающим к ней углам: сторона BO’ у них общая, углы при вершинах В и О’ равны). Следовательно, ЕО’ = O’E’.

Симметрия относительно прямой окружности

Рис.6 Задача. Докажите, что прямая, содержащая медиану.

Отсюда следует, что любая точка Х’ треугольника ВОА’ симметрична точке Х треугольника АВО относительно прямой а, что является преобразованием симметрии относительно прямой. А если преобразование симметрии относительно прямой а переводит треугольник АВА’ сам в себя, то прямая а является его осью симметрии.

Пример 3

Параллельный перенос задается формулами x’ = x + 2, y’ = y — 3. В какие точки при этом параллельном переносе переходят точки А (1;1), В (2;2), С (-2;0).

Решение:

По условию задачи параллельный перенос задается формулами:

x’ = x + 2, y’ = y — 3

Следовательно, точка А переходит в точку А’ с координатами:

x’ = 1 + 2 = 3, y’ = 1 — 3 = -2, т.е. A’ (3;-2).

Точка В переходит в точку В’ с координатами:

x’ = 2 + 2 = 4, y’ = 2 — 3 = -1, т.е. В’ (4;-1).

Точка С переходит в точку С’ с координатами:

x’ = -2 + 2 = 0, y’ = 0 — 3 = -3, т.е. С’ (0;-3). (Рис.7)

Симметрия относительно прямой окружности

Рис.7 Задача. Параллельный перенос задается формулами.

Пример 4

Докажите, что если у двух ромбов равны диагонали, то они равны.

Доказательство:

Пусть даны два ромба: ABCD и A»B»С»D». AC = A»C», BD = B»D». Углы между диагоналями равны 90°. Докажем, что они совмещаются движением, причем вершина А переходит в вершину A», вершина В — в B», вершина С — в С», вершина D — в D».

Подвергнем ромб ABCD преобразованию симметрии относительно прямой а, перпендикулярной отрезку СС’ и проходящей через его середину (Рис.8). Если два ромба не располагаются друг под другом, то нужного расположения можно добиться при помощи параллельного переноса. (Напомним, что параллельный перенос также является движением со всеми вытекающими из этого свойствами.) В результате получим ромб A’B’C’D’. Если точки А и А’ различны, то подвергнем его симметрии относительно прямой b, перпндикулярной отрезку A’A» и проходящей через его середину и точку С’. Таким образом, отрезок A’C’ перейдет в отрезок A»C». И в результате получим ромб A»B»’C»D»’.

Преобразование симметрии относительно прямой является движением. А при движении точки переходят в точки, прямые — в прямые, углы между прямыми, так же как и расстояния между точками, сохраняются.

Симметрия относительно прямой окружности

Рис.8 Задача. Докажите, что если у двух ромбов.

Отсюда следует, что отрезок B»’D»’ перпендикулярен отрезку А»C» и проходит через его середину, а точки B»’ и D»’ совпадают с точками B» и D», так как по условию задачи диагонали двух ромбов равны. Таким образом, получается, что диагонали ромба АС и BD полностью совпадут с диагоналями A»C» и B»D». А из этого следует, что и вершины ромба ABCD полностью совпадут с вершинами ромба A»B»C»D», так как они находятся на концах диагоналей. Следовательно, ромб ABCD полностью перейдет в ромб A»B»C»D».

Пример 5

Существует ли параллельный перенос, при котором точка А (2;2) переходит в точку A'(3;-2), а точка В (-2;1) переходит в точку В'(-2;-3).

Решение:

Параллельный перенос задается формулами:

x’ = x + a, y’ = y + b

где а и b одни и те же числа. Отсюда следует, что

a = x’ — x, b = y’ — y. Подставим координаты точки А и A’:

a = 3 — 2, b = -2 — 2; т.е. a = 1, b = -4

Следовательно, параллельный перенос по точке А задается формулами: x’ = x + 1, y’ = y — 4

Отсюда, координаты точки В» будут:

x» = -2 + 1 = -1, y» = 1 — 4 = -3

т.е. B»(-1;-3), а точка B’ имеет координаты (-2;-3).

Следовательно, такого параллельного переноса не существует. (Рис.9)

Симметрия относительно прямой окружности

Рис.9 Задача. Существует ли параллельный перенос.

Видео:Симметрия относительно точки, относительно прямой и относительно плоскостиСкачать

Симметрия относительно точки, относительно прямой и относительно плоскости

Изометрия

Изометрия — это разновидность аксонометрической проекции, при которой в отображении трёхмерного объекта на плоскость коэффициент искажения (отношение длины спроецированного на плоскость отрезка, параллельного координатной оси, к действительной длине отрезка) по всем трём осям один и тот же. Слово «изометрическая» в названии проекции пришло из греческого языка и означает «равный размер», отражая тот факт, что в этой проекции масштабы по всем осям равны. В других видах проекций это не так.

Содержание:

Понятие геометрического преобразования

Преобразования фигур изучаются в курсе геометрии на плоскости и в пространстве. Если каждую точку данной фигуры на плоскости или в пространстве сместить каким-нибудь образом, то получим новую фигуру. Говорят, что эта фигура получена преобразованием из данной.

Вспомните определение числовой функции в курсе алгебры (см. с. 111). В геометрии также есть некоторые функции, заданные на множестве точек. Такие «геометрические функции» называют геометрическими преобразованиями.

Определение. Пусть преобразование фигуры F в фигуру Симметрия относительно прямой окружностипереводит различные точки фигуры F в различные точки фигуры Симметрия относительно прямой окружности. Пусть произвольная точка X фигуры F при этом преобразовании переходит в точку Симметрия относительно прямой окружностифигуры Симметрия относительно прямой окружности. Преобразование фигуры Симметрия относительно прямой окружностив фигуру F, при котором точка Симметрия относительно прямой окружностиперейдет в точку X, называют преобразованием, обратным данному.

В геометрии выделяют геометрические преобразования, сохраняющие расстояния между соответствующими точками. Такие геометрические преобразования называют изометриями (движениями).

Заметим, что есть геометрические преобразования, для которых не выполняется это свойство (например, надувая мыльный пузырь, мы тоже осуществляем геометрическое преобразование, но при этом изменяются расстояния между соответствующими точками).

Поворот вокруг точки на данный угол

Если луч АС (рис. 2.399) поворачивать вокруг точки А против часовой стрелки, например, до положения АВ, то его последовательные положения «заметут» угол со сторонами АС и АВ.

Симметрия относительно прямой окружности

Описанный выше процесс в геометрии называется поворотом луча на некоторый угол вокруг данной точки.

На плоскости вокруг точки можно поворачивать любую фигуру. На рисунке 2.400 изображен поворот «плоского» Буратино на углы 50° и 110° вокруг некоторой точки О.

На рис. 2.401 изображен поворот Симметрия относительно прямой окружностина угол 50° вокруг данной точки О. При этом Симметрия относительно прямой окружностиперешел в Симметрия относительно прямой окружности. Видно, что Симметрия относительно прямой окружностиравен Симметрия относительно прямой окружности.

Симметрия относительно прямой окружности

Угол поворота, т. е. угол, на который мы поворачивали фигуру, всегда заключается в интервале от 0 до 180°: Симметрия относительно прямой окружности. При повороте на 0° все точки фигуры остаются на месте. Такой поворот на 0° только один.

Поворотов существует два: по часовой стрелке и против часовой стрелки. Так будет при любом заданном угле поворота. На рисунке 2.401 треугольник ABC повернули на угол в 50° вокруг точки о по часовой стрелке.

Определение. Поворотом фигуры Ф вокруг точки О на угол Симметрия относительно прямой окружностиназывают такое преобразование, при котором:

1) точка О переходит сама в себя (остается на месте);

2) любая точка Х фигуры Ф переходит в такую точку Симметрия относительно прямой окружностифигуры Симметрия относительно прямой окружностичто Симметрия относительно прямой окружностивсегда равен Симметрия относительно прямой окружности;

3) Симметрия относительно прямой окружности

Существуют фигуры, которые при некоторых поворотах переходят сами в себя.

Симметрия относительно прямой окружности

Про такие фигуры можно сказать, что они имеют центр поворота. При этом разные фигуры могут иметь разные углы поворота (при повороте на который фигура переходит сама в себя).

На рисунке 2.402 изображены фигуры, имеющие центр поворота.

Можно доказать следующую теорему.

Теорема 1. Поворот фигуры вокруг точки на данный угол есть изометрия.

Вращение фигуры вокруг оси на данный угол

На практике широко используется не поворот фигур на плоскости, а вращение фигуры вокруг оси в пространстве.

Определение. Вращением вокруг оси Симметрия относительно прямой окружностина угол Симметрия относительно прямой окружностиназывается такое преобразование пространства, при котором в каждой плоскости, перпендикулярной оси Симметрия относительно прямой окружности, происходит поворот на угол Симметрия относительно прямой окружностивокруг точки пересечения этой плоскости с осью.

Прямую Симметрия относительно прямой окружностиназывают осью вращения, угол Симметрия относительно прямой окружностиуглом вращения.

Неподвижными элементами вращения являются точки оси вращения, а также все плоскости, перпендикулярные этой оси. Если Симметрия относительно прямой окружностито вращение можно считать тождественным преобразованием.

Существуют фигуры, имеющие ось вращения, т. е. такие фигуры, которые при вращении вокруг этой оси на соответствующие углы переходят сами в себя. Оси вращения имеют прежде всего круглые фигуры — сфера, шар, цилиндр, конус (рис. 2.403). В связи с этим их называют телами вращения.

Симметрия относительно прямой окружности

Оси вращения имеют и различные многогранники, например куб и тетраэдр.

Можно доказать, что вращение фигуры вокруг оси является изометрией.

Симметрия относительно точки (центральная симметрия)

Определение. Пусть О — фиксированная точка и X — произвольная точка. Точку Симметрия относительно прямой окружностиназывают симметричной точке X относительно точки О, если точки X, О, Симметрия относительно прямой окружностилежат на одной прямой и ОХ = Симметрия относительно прямой окружности. Точка, симметричная точке О, есть сама точка О.

На рисунке 2.404 точки А и Симметрия относительно прямой окружностисимметричны друг другу относительно точки О.

Симметрия относительно прямой окружности

Определение. Пусть F — данная фигура и О — фиксированная точка. Преобразование фигуры F в фигуру Симметрия относительно прямой окружностипри котором каждая ее точка X переходит в точку Симметрия относительно прямой окружности, симметричную X относительно данной точки О, называют преобразованием симметрии относительно точки О.

На рисунке 2.405 изображены две симметричные относительно точки О треугольные пирамиды.

Симметрия относительно прямой окружности

Теорема 2. Центральная симметрия является изометрией.

Определение. Если преобразование симметрии относительно точки О переводит фигуру в себя, то фигуру называют центрально-симметричной, а точку О — ее центром симметрии.

Например, параллелограмм является центрально-симметричной фигурой. Центром его симметрии является точка пересечения диагоналей (рис. 2.406). Окружность с центром О тоже центрально-симметричная фигура с центром симметрии О (рис. 2.407). Все перечисленные фигуры плоские.

Симметрия относительно прямой окружности

В пространстве, так же как и на плоскости, много примеров центрально-симметричных фигур. Например, на рисунках 2.408 и 2.409 изображены такие фигуры: это куб и параллелепипед.

Симметрия относительно прямой окружности

Симметрия относительно прямой (осевая симметрия)

Определение. Пусть Симметрия относительно прямой окружности— фиксированная прямая. Точку Симметрия относительно прямой окружностиназывают симметричной точке X относительно прямой Симметрия относительно прямой окружности, если прямая Симметрия относительно прямой окружностиперпендикулярна прямой Симметрия относительно прямой окружностии Симметрия относительно прямой окружностигде О — точка пересечения прямых Симметрия относительно прямой окружностии Симметрия относительно прямой окружности. Если точка X лежит на прямой Симметрия относительно прямой окружности, то симметричная ей точка есть сама точка X, т. е. точка, симметричная точке Симметрия относительно прямой окружности, есть точка X.

На рисунке 2.410 точки Симметрия относительно прямой окружностисимметричны относительно прямой Симметрия относительно прямой окружности

Симметрия относительно прямой окружности

Определение. Преобразование фигуры F в Симметрия относительно прямой окружностипри котором каждая точка X переходит в точку Симметрия относительно прямой окружности, симметричную относительно прямой Симметрия относительно прямой окружности, называют преобразованием симметрии относительно прямой Симметрия относительно прямой окружности. При этом фигуры Симметрия относительно прямой окружностиназывают симметричными относительно прямой Симметрия относительно прямой окружности.

На рисунке 2.411 изображены окружности, симметричные относительно прямой Симметрия относительно прямой окружности.

На рисунке 2.412 изображены две сферы, симметричные относительно прямой Симметрия относительно прямой окружности.

Симметрия относительно прямой окружности

Осевая симметрия является изометрией.

Определение. Если преобразование симметрии относительно прямой Симметрия относительно прямой окружностипереводит фигуру F в себя, то фигуру называют симметричной относительно прямой Симметрия относительно прямой окружности, а прямую Симметрия относительно прямой окружностиназывают осью симметрии фигуры.

Например, прямые, проходящие через точку пересечения диагоналей прямоугольника параллельно его сторонам, являются осями симметрии прямоугольника (рис. 2.413). Прямые, на которых лежат диагонали ромба, являются его осями симметрии (рис. 2.414).

Симметрия относительно прямой окружности

Окружность симметрична относительно любой прямой, проходящей через ее центр (рис. 2.415).

Симметрия относительно прямой окружности

В пространстве, как и на плоскости, много примеров фигур, имеющих оси симметрии. На рисунке 2.416 изображены такие фигуры: это прямоугольный параллелепипед, конус, правильная четырехугольная пирамида.

Симметрия относительно прямой окружности

Симметрия относительно плоскости (зеркальная симметрия)

Определение. Пусть Симметрия относительно прямой окружности— произвольная фиксированная плоскость. Из точки X опускают перпендикуляр на плоскость Симметрия относительно прямой окружности(О — точка пересечения его с плоскостью Симметрия относительно прямой окружности) и на его продолжении за точку О откладывают отрезок Симметрия относительно прямой окружностиравный ОХ. Точки X и Симметрия относительно прямой окружностиназывают симметричными относительно плоскости Симметрия относительно прямой окружности(рис. 2.417).

Симметрия относительно прямой окружности

Определение. Преобразование фигуры F в Симметрия относительно прямой окружности, при котором каждая точка X фигуры F переходит в точку Симметрия относительно прямой окружности, симметричную X относительно плоскости Симметрия относительно прямой окружности, называют преобразованием симметрии относительно плоскости Симметрия относительно прямой окружности. При этом фигуры F и Симметрия относительно прямой окружностиназывают симметричными относительно плоскости Симметрия относительно прямой окружности.

На рисунке 2.418 изображены две сферы, симметричные относительно плоскости Симметрия относительно прямой окружности.

Можно доказать такую теорему.

Теорема 3. Симметрия относительно плоскости является изометрией.

Кроме фигур, симметричных относительно некоторой плоскости, имеются фигуры, имеющие плоскость или плоскости симметрии.

Определение. Если преобразование симметрии относительно плоскости переводит фигуру в себя, то фигуру называют симметричной относительно плоскости Симметрия относительно прямой окружности, а плоскость Симметрия относительно прямой окружностиназывают плоскостью симметрии.

На рисунке 2.419 изображены две плоскости симметрии сферы. Заметим, что у сферы таких плоскостей симметрии бесконечное множество. У куба также имеются плоскости симметрии. На рисунке 2.420 изображены две из них.

Симметрия относительно прямой окружности

Параллельный перенос

Па рисунке 2.421 изображен параллельный перенос (сдвиг) некоторой произвольной фигуры F. Она перешла в фигуру Симметрия относительно прямой окружности. При этом точка А перешла в точку Симметрия относительно прямой окружности, точка В — в точку Симметрия относительно прямой окружности, точка С — в точку Симметрия относительно прямой окружности. Для удобства процесс перехода точек часто изображается отрезками со стрелками, которые называют направленными отрезками.

Симметрия относительно прямой окружности

Можно сформулировать точное определение параллельного переноса.

Определение. Если каждую точку фигуры Ф перевести (сместить) в одном направлении (по сонап-равленным лучам) на одно и то же расстояние, то получим фигуру Симметрия относительно прямой окружности. Полученное в результате преобразование называют параллельным переносом.

Параллельные переносы обозначают буквой Т. Запись Т(А) = В читается: параллельный перенос Т переводит точку А в точку В.

Рассматривая, например, различные призмы, можно увидеть, что основания призмы могут быть совмещены друг с другом параллельным переносом.

На рисунке 2.422 основание призмы Симметрия относительно прямой окружностиперейдет в пятиугольник Симметрия относительно прямой окружности, а произвольная точка X нижнего основания перейдет в точку X’ верхнего основания при параллельном переносе в направлении луча XX’.

Симметрия относительно прямой окружности

Можно доказать теоремы 4 и 5.

Теорема 4. Параллельный перенос является изометрией.

Теорема 5. Отрезки двух параллельных прямых, заключенные между двумя другими параллельными прямыми, равны.

На рисунке 2.423 изображены две параллельные прямые Симметрия относительно прямой окружностии два параллельных отрезка АВ и CD. Согласно теореме 5, АВ = CD.

Определение и свойства изометрии

Определение. Преобразование фигуры F в фигуру Симметрия относительно прямой окружностиназывают изометрией, если оно сохраняет расстояние между соответствующими точками, т. е. переводит любые две точки А и В фигуры F в точки Симметрия относительно прямой окружностифигуры Симметрия относительно прямой окружноститак, что Симметрия относительно прямой окружности

Все рассмотренные выше примеры геометрических преобразований являются изометриями.

Можно сформулировать и доказать некоторые общие свойства изометрии.

Теорема 6. При изометрии точки, лежащие на прямой, переходят в точки, лежащие на прямой, и сохраняется порядок их взаимного расположения.

Из теоремы 6 следует, что при изометрии прямые переходят в прямые, полупрямые — в полупрямые, отрезки — в отрезки.

При изометрии сохраняются углы между полупрямыми. При изометрии плоскость переходит в плоскость.

Изометрии, выполненные последовательно, дают снова изометрию. Результат выполнения этих изометрий называют композицией изометрий.

На рисунке 2.424 изображено последовательное выполнение двух изометрий, фигура Симметрия относительно прямой окружностиполучена из фигуры F симметрией относительно оси р, а фигура Симметрия относительно прямой окружностиполучена из фигуры Симметрия относительно прямой окружностисимметрией относительно точки О, в результате последовательного выполнения этих изометрий сохранились расстояния между соответствующими точками, а значит, фигура Симметрия относительно прямой окружностиполучена из фигуры F изометрией.

Симметрия относительно прямой окружности

Теорема 7. Композиция двух вращений с одной и той же осью есть вращение.

Пример 1.

Даны две концентрические окружности. Постройте ромб, отличный от квадрата, так, чтобы: А) две вершины его принадлежали одной окружности, а две оставшиеся — другой; В) три вершины принадлежали одной окружности, а одна — другой.

Решение:

А) 1. Построим любой диаметр АВ одной окружности и перпендикулярный ему диаметр CD другой окружности (рис. 2.425).

2. Диагонали полученного четырехугольника CBDA в точке пересечения делятся пополам, значит, CBDA — параллелограмм.

3. Из симметрии отрезков АС и ВС относительно оси CD следует равенство сторон параллелограмма, т. е. CBDA — ромб.

В) 1. Диаметр АВ меньшей окружности продолжим до пересечения в точке С с большей окружностью.

2. Построим оси симметрии отрезков АС и ВС (рис. 2.426).

3. Мы получим два ромба, удовлетворяющие условию задачи: Симметрия относительно прямой окружности

Аналогично можно в первом случае построить еще один ромб, а во втором — еще два.

Симметрия относительно прямой окружности

Пример 2.

Даны плоскость Симметрия относительно прямой окружностии две точки А и В вне ее. Найдите на плоскости Симметрия относительно прямой окружноститакую точку N, чтобы сумма ее расстояний от А и В, т. е. AN + NB, была наименьшей.

Решение:

Если точки А и В расположены по разные стороны от плоскости Симметрия относительно прямой окружности, то очевидно, что искомая точка N — точка пересечения прямой АВ с плоскостью Симметрия относительно прямой окружности(рис. 2.427).

Симметрия относительно прямой окружности

Если же точки А и В расположены по одну сторону от плоскости Симметрия относительно прямой окружности(рис. 2.428), то искомая точка N получится при пересечении прямой Симметрия относительно прямой окружностис плоскостью Симметрия относительно прямой окружности, где Симметрия относительно прямой окружности— точка, симметричная точке А относительно плоскости Симметрия относительно прямой окружности.

1. Докажем, что точка N искомая.

2. N находится на прямой Симметрия относительно прямой окружности, которая перпендикулярна отрезку Симметрия относительно прямой окружностии проходит через его середину (Симметрия относительно прямой окружности).

3. AN = Симметрия относительно прямой окружности, отсюда AN + NB = Симметрия относительно прямой окружности+ NB.

4. Возьмем на плоскости Симметрия относительно прямой окружностипроизвольную точку К, отличную от N.

5. Соединив точки Симметрия относительно прямой окружностии К, получим отрезок Симметрия относительно прямой окружности, перпендикулярный отрезку Симметрия относительно прямой окружностии проходящий через его середину Симметрия относительно прямой окружности.

6. АК = Симметрия относительно прямой окружности.

7. АК + KB = Симметрия относительно прямой окружности+ КВ.

8. Из Симметрия относительно прямой окружностиимеем, что Симметрия относительно прямой окружности(7, неравенство треугольника).

9. Так как Симметрия относительно прямой окружностито ясно, что

Симметрия относительно прямой окружности

10. Таким образом, приходим к выводу, что сумма AN + NB имеет наименьшее значение, и, следовательно, N — искомая точка.

Изометрия и равенство фигур

Используя понятия изометрии, можно дать еще одно определение равных фигур.

Определение. Фигуры F и Симметрия относительно прямой окружностиназывают равными, если они изометрией переводятся одна в другую.

Для обозначения равенства фигур употребляется знак равенства. Запись F = Симметрия относительно прямой окружностиозначает, что фигура F равна Симметрия относительно прямой окружности.

На рисунке 2.429 шары симметричны относительно плоскости, а значит, они равны.

На рисунке 2.430 кубы симметричны относительно точки, а значит, они равны.

Симметрия относительно прямой окружности

На рисунке 2.431 треугольники Симметрия относительно прямой окружностиравны, так как все они получены один из другого в результате изометрии.

Пример:

На рисунках 2.432 и 2.433 изображены два равных треугольника ABC и Симметрия относительно прямой окружности. Докажите, что эти треугольники совмещаются изомет-рией (или композицией изометрий), причем вершина А переходит в вершину Симметрия относительно прямой окружности

Решение:

Решение задачи зависит от расположения данных треугольников.

А) На рисунке 2.432 изображены два равных треугольника. Возможны такие построения:

1. Симметрия относительно прямой окружностиполучен из Симметрия относительно прямой окружностипри симметрии относительно серединного перпендикуляра к отрезку Симметрия относительно прямой окружности.

2. Симметрия относительно прямой окружностиполучен из Симметрия относительно прямой окружностипри симметрии относительно прямой, соединяющей точку Симметрия относительно прямой окружностис серединой отрезка Симметрия относительно прямой окружности

3. Последовательное выполнение изометрией есть изометрия. Таким образом, Симметрия относительно прямой окружностиполучен из Симметрия относительно прямой окружностиизометрией — композицией дух осевых симметрий.

Симметрия относительно прямой окружности

В) На рисунке 4.433 изображен другой вариант. Симметрия относительно прямой окружностиполучен из Симметрия относительно прямой окружностипараллельным переносом в направлении, заданном лучом Симметрия относительно прямой окружности, на расстояние Симметрия относительно прямой окружности. Далее, Симметрия относительно прямой окружностиполучен из Симметрия относительно прямой окружностиповоротом на угол а против часовой стрелки. Вывод аналогичен первому случаю.

Эта лекция взята со страницы полного курса лекций по изучению предмета «Математика»:

Смотрите также дополнительные лекции по предмету «Математика»:

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔ Симметрия относительно прямой окружности

Симметрия относительно прямой окружности

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

🔍 Видео

Геометрия 8 класс (Урок№7 - Осевая и центральная симметрия.)Скачать

Геометрия 8 класс (Урок№7 - Осевая и центральная симметрия.)

6 класс . Фигуры, симметричные относительно прямойСкачать

6 класс . Фигуры, симметричные относительно прямой

6 класс Математика Фигуры, симметричные относительно прямойСкачать

6 класс Математика Фигуры, симметричные относительно прямой

§65 Симметрия относительно точки и относительно прямойСкачать

§65 Симметрия относительно точки и относительно прямой

11 класс, 10 урок, Осевая симметрияСкачать

11 класс, 10 урок, Осевая симметрия

Симметрия относительно прямой (осевая симметрии). Пример 1Скачать

Симметрия относительно прямой (осевая симметрии). Пример 1

Осевая и центральная симметрии. 6 класс.Скачать

Осевая и центральная симметрии. 6 класс.

Симметрия относительно точки (центральная симметрия). Пример 2Скачать

Симметрия относительно точки (центральная симметрия). Пример 2
Поделиться или сохранить к себе:
Главная > Учебные материалы > Математика: Планиметрия. Страница 7
Симметрия относительно прямой окружности
Симметрия относительно прямой окружности
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Симметрия относительно прямой окружности
Симметрия относительно прямой окружности

Рис.1 Движение и его свойства.

Видео:Симметрия относительно прямойСкачать

Симметрия относительно прямой

2.Симметрия относительно точки

Пусть на плоскости задана точка О. (Рис.2) Возьмем произвольную точку А. Если через точки О и А провести прямую и отложить от точки О отрезок ОА’, равный отрезку АО, то точка О будет называться точкой симметрии. А точка А’ — точкой симметричной точке А относительно точки О.

При преобразовании фигур каждая точка переходит в симметричную ей точку относительно точки симметрии О. Такое преобразование называется преобразованием симметрии, а фигуры называются симметричными относительно точки О.

Если при преобразовании фигура переходит в саму себя, то она называется центрально-симметричной, а точка О называется точкой симметрии. Например, параллелограмм, окружность, эллипс, ромб, квадрат.

Преобразование фигур относительно точки симметрии является движением.

Симметрия относительно прямой окружности

Рис.2 Симметрия относительно точки.

Видео:Ось симметрииСкачать

Ось симметрии

3.Симметрия относительно прямой

Пусть дана прямая а. (Рис.3). Если взять произвольную точку, например точку Е, провести перпендикуляр к прямой а и на продолжении этого перпендикуляра отложить отрезок ВE’, равный отрезку ЕВ, то точка Е’ будет симметрична относительно прямой а. Если точка лежит на прямой а, то она симметрична сама себе.

При преобразовании фигуры в фигуру каждая точка переходит в точку С’, симметричную относительно прямой а. Такое преобразование называется преобразование симметрии относительно прямой.

Преобразование симметрии относительно прямой также является движением, т.к. согласно определению движения расстояние между точками фигуры при смещении относительно прямой не изменяется.

Симметрия относительно прямой окружности

Рис.3 Симметрия относительно прямой.

Видео:6 класс, 26 урок, СимметрияСкачать

6 класс, 26 урок, Симметрия

4.Параллельный перенос и его свойства

Пусть на плоскости с осями координат Ox и Oy задана фигура S. Каждая точка фигуры параллельным переносом переходит в точку А’ на одно и тоже расстояние. Тогда можно дать следующее определение: преобразование фигуры S в фигуру S’, в котором каждая точка фигуры с координатами x и y смещается в точку с координатами x+a и y+b, где a и b постоянные числа, называется параллельным переносом.

Параллельный перенос есть движение, т.к. все точки смещаются на одно и тоже расстояние.

Таким образом, для получения координат новой фигуры, параллельный перенос задается следующими формулами:

x’ = x + a
y’ = y + b

Видео:ВПР 6 класс. 12 задание. Фигура симметиичная данной относительно оси.Скачать

ВПР 6 класс. 12 задание. Фигура симметиичная данной относительно оси.

Свойства параллельного переноса

При параллельном переносе все точки какой-либо фигуры смещаются по параллельным прямым на одно и тоже расстояние. Перпендикулярные прямые переходят в перпендикулярные прямые, параллельные прямые — в параллельные. Расстояния между точками какой-либо фигуры при перемещении, так же как и углы между прямыми, сохраняются.

Симметрия относительно прямой окружности

Рис.4 Параллельный перенос и его свойства.

Симметрия относительно прямой окружности