Корице уџбеника

II.8. Транслација

Изабери решење задатка:

Задатак 2

Кратко решење

Усмерена дуж \( \vec{BA} \) одређује померање: 1 квадратић улево и 2 квадратића наниже. Нацртај квадратну мрежу.
Означи тачке \( K \), \( L \), \( M \), \( N \), \( O \) на мрежи са следећим релативним позицијама у односу на доњи леви угао:
Тачка \( K \) на (1,3), тачка \( L \) на (3,3), тачка \( M \) на (2,5), тачка \( N \) на (5,3), и тачка \( O \) на (4,1).
Нацртај усмерену дуж \( \vec{BA} \) која почиње у тачки \( B \) на (7,7) и завршава се у тачки \( A \) на (9,4).
За сваку од тачака \( K, L, M, N, O \), повуци усмерену дуж (вектор) која почиње у тој тачки и завршава се у њеној транслираној слици. Свака од ових усмерених дужи мора бити паралелна са \( \vec{BA} \), исте дужине и у истом смеру. Означи крајње тачке ових транслираних дужи као \( K_1, L_1, M_1, N_1, O_1 \) редом. Транслација тачака за вектор \( \vec{v} = \vec{BA} \): \( K \xrightarrow{\vec{BA}} K_1 \) \( L \xrightarrow{\vec{BA}} L_1 \) \( M \xrightarrow{\vec{BA}} M_1 \) \( N \xrightarrow{\vec{BA}} N_1 \) \( O \xrightarrow{\vec{BA}} O_1 \) На истој мрежи нацртај тачке према оригиналној слици: \( K, L, M, N, O \). Сваку од ових тачака помери за 2 места улево и 1 место наниже. Нове тачке обележи са \( K_1, L_1, M_1, N_1, O_1 \). 1) Колинеарност: \( K, L, N \in p \implies K_1, L_1, N_1 \in p_1 \) (где је \( p_1 \parallel p \)) Тачке \( K_1, L_1, N_1 \) су колинеарне. 2) Дужина дужи: Транслација чува растојање (изометрија): \( KN = K_1N_1 \)

Детаљно решење

Анализа вектора транслације


Нацртај квадратну мрежу. Означи тачке \( K \), \( L \), \( M \), \( N \), \( O \) на мрежи са следећим релативним позицијама у односу на доњи леви угао: Тачка \( K \) на (1,3), тачка \( L \) на (3,3), тачка \( M \) на (2,5), тачка \( N \) на (5,3), и тачка \( O \) на (4,1). Нацртај усмерену дуж \( \vec{BA} \) која почиње у тачки \( B \) на (7,7) и завршава се у тачки \( A \) на (9,4). За сваку од тачака \( K, L, M, N, O \), повуци усмерену дуж (вектор) која почиње у тој тачки и завршава се у њеној транслираној слици. Свака од ових усмерених дужи мора бити паралелна са \( \vec{BA} \), исте дужине и у истом смеру. Означи крајње тачке ових транслираних дужи као \( K_1, L_1, M_1, N_1, O_1 \) редом.
Прво морамо да одредимо карактеристике кретања које описује усмерена дуж \( \vec{BA} \). Посматрајући слику у квадратној мрежи, видимо да се од почетне тачке \( B \) до крајње тачке \( A \) стиже померањем за 1 јединични квадратић улево и 2 јединична квадратића наниже. Ово правило померања применићемо на све остале тачке.

Транслација тачака \( K, L, M, N, O \)


На истој мрежи нацртај тачке према оригиналној слици: \( K, L, M, N, O \). Сваку од ових тачака помери за 2 места улево и 1 место наниже. Нове тачке обележи са \( K_1, L_1, M_1, N_1, O_1 \).
Применићемо транслацију \( \vec{BA} \) (1 лево, 2 доле) на сваку тачку појединачно: - Тачка \( K_1 \) се добија померањем тачке \( K \) за 1 место улево и 2 доле. - Тачка \( L_1 \) се добија померањем тачке \( L \) за 1 место улево и 2 доле. - Тачка \( M_1 \) се добија померањем тачке \( M \) за 1 место улево и 2 доле. - Тачка \( N_1 \) се добија померањем тачке \( N \) за 1 место улево и 2 доле. - Тачка \( O_1 \) се добија померањем тачке \( O \) за 1 место улево и 2 доле.

1) Испитивање колинеарности тачака \( K_1, L_1, N_1 \)

Једна од основних особина транслације је да се права пресликава у паралелну праву, што значи да транслација чува распоред тачака. На оригиналној слици видимо да тачке \( K, L \) и \( N \) леже на истој хоризонталној линији мреже, па су оне колинеарне. С обзиром на то да су \( K_1, L_1 \) и \( N_1 \) њихове слике добијене истим померањем, оне ће такође лежати на једној правој (паралелној оригиналној). Одговор: Да, тачке \( K_1, L_1, N_1 \) су колинеарне.

2) Поређење дужина дужи \( KN \) и \( K_1N_1 \)

Транслација је изометријска трансформација, што значи да она чува растојање између тачака. Дужина дужи \( KN \) на мрежи износи 3 јединична квадратића. Након што обе тачке пресликамо за исти вектор \( \vec{BA} \), растојање између њихових слика \( K_1 \) и \( N_1 \) остаје непромењено. Одговор: Да, важи једнакост \( KN = K_1N_1 \).

Кратак запис решења:

Вектор \( \vec{BA} \): 1 квадратић лево, 2 доле. Тачке \( K_1, L_1, M_1, N_1, O_1 \) су добијене транслацијом оригиналних тачакa за исти вектор. 1) Да, тачке \( K_1, L_1, N_1 \) су колинеарне јер транслација пресликава праву у паралелну праву. 2) Да, \( KN = K_1N_1 \) јер транслација чува дужине дужи.

Најважније из лекције

Вектор: Математички објекат одређен правцем, смером и интензитетом. Означавамо га усмереном дужи (нпр. \( \vec{AB} \) или \( \vec{v} \)).
Транслација: Пресликавање (померање) сваке тачке равни у истом правцу, истом смеру и за исто растојање задато вектором. Пишемо: \( \vec{TT_1} = \vec{v} \).
Својства: Транслација је изометрија (чува дужине). Праве се пресликавају у паралелне праве, а дужи у паралелне и једнаке дужи.
Конструкција: Фигуре пресликавамо тако што транслирамо њихове кључне тачке (крајеве дужи, темена многоуглова, центре кружница).
Усмерена дуж је дуж код које је једна крајња тачка проглашена почетном, а друга завршном тачком. Графички се приказује стрелицом.
Усмерена дуж са почетном тачком \( A \) и завршном тачком \( B \) означава се са \( \vec{AB} \).
Илустрација усмерене дужи AB: нацртана је дуж чија је почетна тачка означена словом A, завршна словом B, са стрелицом која показује смер од тачке A ка тачки B.
Свака усмерена дуж одређена је са три елемента:
  • Правац: одређује га права којој та дуж припада (као и све праве паралелне са њом).
  • Смер: одређује га полуправа од почетне ка завршној тачки (на сваком правцу постоје два супротна смера).
  • Интензитет: дужина саме дужи (растојање између почетне и завршне тачке).
Две усмерене дужи одређују исто кретање (једнаке су) ако имају исти правац (налазе се на паралелним правама), исти смер и исти интензитет (једнаке су дужине). Пишемо \( \vec{AB} = \vec{CD} \).
Вектор је опис праволинијског кретања које је у потпуности одређено правцем, смером и интензитетом.
Вектори се означавају малим латиничним словима са стрелицом изнад, нпр. \( \vec{a}, \vec{b}, \vec{v} \). Ако је вектор одређен усмереном дужи \( \vec{AB} \), пише се \( \vec{v} = \vec{AB} \).
Транслација за вектор \( \vec{v} \) је пресликавање којим се свакој тачки \( T \) у равни придружује јединствена тачка \( T_1 \) таква да је \( \vec{v} = \vec{TT_1} \). Тачка \( T_1 \) је слика тачке \( T \).
За конструисање слике \( T_1 \) тачке \( T \), прво конструишемо полуправу из тачке \( T \) која има исти правац и смер као вектор \( \vec{v} \).
Из тачке \( T \) опишемо лук кружнице чији је полупречник једнак интензитету вектора \( \vec{v} \). Пресек лука и полуправе је тачка \( T_1 \).
Транслација је изометријска трансформација, што значи да чува растојање између тачака (растојање између било које две тачке једнако је растојању између њихових слика).
Кључне особине при пресликавању:
  • Колинеарне тачке (тачке на истој правој) се сликају у колинеарне тачке.
  • Права се транслацијом за било који вектор пресликава у себи паралелну праву.
  • Дуж се пресликава у себи једнаку и паралелну дуж.
Слика целе фигуре при транслацији добија се транслирањем њених карактеристичних тачака.
  • Дуж: Транслирају се њене крајње тачке \( A \) и \( B \) у \( A_1 \) и \( B_1 \), а затим се споје.
  • Троугао (и други многоуглови): Транслирају се сва његова темена.
  • Права: Транслира се једна произвољна тачка те праве у своју слику, а затим се кроз слику повуче права паралелна почетној правој. (Алтернатива: транслирају се две произвољне тачке праве).
  • Кружница \( k(O, r) \): Транслира се само њен центар \( O \) у тачку \( O_1 \). Нова кружница се црта из центра \( O_1 \) са истим полупречником \( r \).
Права која је паралелна самом правцу вектора транслације пресликава се сама у себе.

Задаци за вежбање

Лак: Која три податка у потпуности одређују један вектор? Шта значи када запишемо да је \( \vec{AB} = \vec{CD} \)?
Вектор у потпуности одређују правац, смер и интензитет (дужина).
Запис \( \vec{AB} = \vec{CD} \) значи да усмерене дужи \( \vec{AB} \) и \( \vec{CD} \) одређују исто кретање, односно да се налазе на паралелним правама (исти правац), имају исти смер и једнаке су дужине (исти интензитет).
Средњи: Дати су кружница \( k \) са центром \( O \) и вектор \( \vec{v} \). Како ћеш транслирати ову кружницу за вектор \( \vec{v} \)? Који елемент кружнице се мења, а који остаје исти?
Потребно је транслирати само центар кружнице \( O \) за дати вектор \( \vec{v} \) да бисмо добили нови центар \( O_1 \).
Положај центра се мења (тачка \( O \) прелази у \( O_1 \)), али полупречник остаје потпуно исти, јер транслација чува растојања (изометрија). Из центра \( O_1 \) описује се кружница са оригиналним полупречником.
Тежак: Нека је дата права \( p \) и вектор \( \vec{u} \). Транслацијом за вектор \( \vec{u} \), права \( p \) се пресликава у праву \( p_1 \).
а) Какав је међусобни положај правих \( p \) и \( p_1 \)?
б) У ком специфичном случају ће се права \( p \) преклопити са својом сликом \( p_1 \)?
а) Права \( p \) и њена слика \( p_1 \) су паралелне (\( p \parallel p_1 \)).
б) Права \( p \) ће се преклопити са својом сликом \( p_1 \) (пресликаће се у саму себе) само уколико је правац праве \( p \) паралелан правцу вектора \( \vec{u} \). У том случају, све тачке праве се само "клизају" дуж исте те праве.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: