Корице уџбеника

II.8. Транслација

Изабери решење задатка:

Задатак 5

Кратко решење

Нацртај троугао ABC.

1) Транслација за \( \overrightarrow{BC} \)

\( \tau_{\overrightarrow{BC}}(B) = C \implies B_1 = C \) \( \tau_{\overrightarrow{BC}}(C) = C_1 \implies \overrightarrow{CC_1} = \overrightarrow{BC} \) \( \tau_{\overrightarrow{BC}}(A) = A_1 \implies \overrightarrow{AA_1} = \overrightarrow{BC} \) Слика је \( \Delta A_1CC_1 \).

2) Транслација за \( \overrightarrow{CB} \)

\( \tau_{\overrightarrow{CB}}(C) = B \implies C_2 = B \) \( \tau_{\overrightarrow{CB}}(B) = B_2 \implies \overrightarrow{BB_2} = \overrightarrow{CB} \) \( \tau_{\overrightarrow{CB}}(A) = A_2 \implies \overrightarrow{AA_2} = \overrightarrow{CB} \) Слика је \( \Delta A_2B_2B \).

3) Транслација за \( \overrightarrow{CA} \)

\( \tau_{\overrightarrow{CA}}(C) = A \implies C_3 = A \) \( \tau_{\overrightarrow{CA}}(A) = A_3 \implies \overrightarrow{AA_3} = \overrightarrow{CA} \) \( \tau_{\overrightarrow{CA}}(B) = B_3 \implies \overrightarrow{BB_3} = \overrightarrow{CA} \) Слика је \( \Delta A_3B_3A \).

Детаљно решење

Задатак захтева да пресликамо цео троугао \( \Delta ABC \) помоћу транслације за три различита вектора. Да бисмо транслирали многоугао, потребно је да транслирамо свако његово теме појединачно, а затим те нове тачке повежемо дужима. Нацртај произвољан троугао ABC. Обележи темена са A, B и C. Ово ће бити наша почетна фигура за све три транслације.

1) Транслација \( \Delta ABC \) за вектор \( \vec{v} = \overrightarrow{BC} \)

При овој транслацији, свака тачка троугла се помера у правцу праве \( p(B, C) \), у смеру од \( B \) ка \( C \), за дужину дужи \( BC \).

Корак 1: Одређивање слика темена

- Теме B: Пошто је почетна тачка вектора \( B \), а завршна \( C \), слика тачке \( B \) је директно тачка \( C \). Дакле, \( B_1 = C \). - Теме C: Из тачке \( C \) нацртај полуправу која је продужетак странице \( BC \). Шестаром измери дужину \( BC \), забоди га у \( C \) и пресеци полуправу. Тачку пресека обележи са \( C_1 \). - Теме A: Помоћу два лењира конструиши полуправу из тачке \( A \) паралелну са \( BC \). Шестаром пренеси дужину \( BC \) из тачке \( A \) на ту полуправу. Тачку пресека обележи са \( A_1 \).

Корак 2: Цртање транслираног троугла

Повежи тачке \( A_1, B_1 \) (што је тачка \( C \)) и \( C_1 \). Добијени троугао \( \Delta A_1CC_1 \) је слика почетног троугла.

2) Транслација \( \Delta ABC \) за вектор \( \vec{v} = \overrightarrow{CB} \)

Овај вектор има исти правац и интензитет као претходни, али супротан смер (од \( C \) ка \( B \)).

Корак 1: Одређивање слика темена

- Теме C: Пошто се померамо за \( \overrightarrow{CB} \), слика тачке \( C \) је тачка \( B \). Дакле, \( C_2 = B \). - Теме B: Нацртај продужетак странице \( CB \) преко тачке \( B \). Пренеси дужину \( CB \) шестаром из тачке \( B \) на продужетак и обележи \( B_2 \). - Теме A: Из тачке \( A \) нацртај полуправу паралелну са \( BC \), али у смеру од \( C \) ка \( B \). Пренеси дужину \( CB \) шестаром и обележи тачку \( A_2 \).

Корак 2: Цртање транслираног троугла

Повежи добијена темена \( A_2, B_2 \) и \( C_2 \) (тачка \( B \)) да добијеш троугао \( \Delta A_2B_2B \).

3) Транслација \( \Delta ABC \) за вектор \( \vec{v} = \overrightarrow{CA} \)

Овде се све тачке померају у правцу праве \( p(C, A) \), у смеру од \( C \) ка \( A \), за дужину дужи \( CA \).

Корак 1: Одређивање слика темена

- Теме C: Пошто се померамо за \( \overrightarrow{CA} \), слика тачке \( C \) је тачка \( A \). Дакле, \( C_3 = A \). - Теме A: Нацртај продужетак странице \( CA \) преко тачке \( A \). Измери дужину \( CA \), пренеси је шестаром из тачке \( A \) на продужетак и обележи \( A_3 \). - Теме B: Из тачке \( B \) конструиши полуправу паралелну са \( AC \) у смеру од \( C \) ка \( A \). Пренеси дужину \( CA \) шестаром и обележи тачку \( B_3 \).

Корак 2: Цртање транслираног троугла

Повежи тачке \( A_3, B_3 \) и \( C_3 \) (тачка \( A \)) како би добио транслирани троугао \( \Delta A_3B_3A \).

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: