Корице уџбеника

V.1. Осна симетрија

Изабери решење задатка:

Задатак 14

Кратко решење

Дато: \( k(O, r = 3 \text{ cm}) \), тетива \( AB = r = 3 \text{ cm} \). Оса симетрије: права \( s \) која садржи тачке \( A \) и \( B \). Конструкција: 1. Цртамо \( k(O, 3 \text{ cm}) \). 2. Бирамо \( A \in k \). 3. Конструишемо \( B \in k \) тако да је \( AB = 3 \text{ cm} \) користећи шестар. 4. Цртамо праву \( s(A, B) \). 5. Конструишемо \( O_1 \) тако да је \( s \perp OO_1 \) и \( d(O, s) = d(O_1, s) \). 6. Цртамо \( k_1(O_1, 3 \text{ cm}) \). Нацртај кружницу $k$ са центром $O$ и полупречником $3 \text{ cm}$. Обележи тачку $A$ на кружници. Са истим отвором шестара нацртај лук из тачке $A$ да пресече кружницу у тачки $B$. Нацртај праву $s$ кроз тачке $A$ и $B$. Конструиши тачку $O_1$ која је симетрична тачки $O$ у односу на праву $s$. Нацртај кружницу са центром $O_1$ и полупречником $3 \text{ cm}$. Ова кружница ће такође пролазити кроз тачке $A$ и $B$.

Детаљно решење

Анализа задатка

Задатак се састоји из два дела: конструкције сечице \( s \) и пресликавања кружнице \( k \) осном симетријом у односу на ту сечицу. Сечица је права која сече кружницу у двема тачкама, а дуж која спаја те тачке назива се тетива. У овом случају, тетива мора бити једнака полупречнику (\( r = 3 \text{ cm} \)). То значи да темена тетиве \( A \) и \( B \), заједно са центром кружнице \( O \), формирају једнакостранични троугао \( \triangle OAB \) са страницама дужине \( 3 \text{ cm} \).

Кораци конструкције сечице

1. **Цртање кружнице:** Лењиром измеримо \( 3 \text{ cm} \) и шестаром нацртамо кружницу \( k(O, 3 \text{ cm}) \). 2. **Одабир прве тачке:** На кружници \( k \) обележимо произвољну тачку \( A \). 3. **Проналажење друге тачке:** Не мењајући отвор шестара (\( 3 \text{ cm} \)), ставимо иглу у тачку \( A \) и опишемо лук који сече кружницу \( k \) у тачки \( B \). 4. **Цртање сечице:** Лењиром повучемо праву \( s \) која пролази кроз тачке \( A \) и \( B \). Ова права је тражена сечица.

Кораци пресликавања осном симетријом

Осна симетрија чува полупречник кружнице, па је довољно пресликати само центар \( O \) у тачку \( O_1 \) у односу на осу \( s \). 1. **Конструкција нормале:** Из центра \( O \) конструишемо нормалу на праву \( s \). 2. **Преношење растојања:** Шестаром измеримо растојање од тачке \( O \) до пресека нормале са осом \( s \), па то исто растојање пренесемо на нормалу са друге стране осе. Тако добијамо тачку \( O_1 \). 3. **Цртање симетричне кружнице:** Убодемо иглу шестара у \( O_1 \), задржимо исти полупречник \( r = 3 \text{ cm} \) и нацртамо кружницу \( k_1 \). Нацртај кружницу $k$ са центром $O$ и полупречником $3 \text{ cm}$. Обележи тачку $A$ на кружници. Са истим отвором шестара нацртај лук из тачке $A$ да пресече кружницу у тачки $B$. Нацртај праву $s$ кроз тачке $A$ и $B$. Конструиши тачку $O_1$ која је симетрична тачки $O$ у односу на праву $s$ (тако да је $s$ симетрала дужи $OO_1$). Нацртај кружницу са центром $O_1$ и полупречником $3 \text{ cm}$. Ова кружница ће такође пролазити кроз тачке $A$ и $B$.

Закључак

Кружница \( k_1(O_1, 3 \text{ cm}) \) је осносиметрична слика почетне кружнице. Пошто тачке \( A \) и \( B \) припадају оси симетрије, оне су саме себи симетричне, па обе кружнице пролазе кроз ове две тачке.

Најважније из лекције

Осна симетрија: Геометријско пресликавање које сваку тачку \( A \) пресликава у тачку \( A_1 \) тако да је оса симетрије нормална на дуж \( AA_1 \) и полови је. Тачке на оси остају на свом месту.
Изометрија: Ово пресликавање чува растојања (дужине), мере углова и распоред тачака. Дуж се слика у једнаку дуж, а угао у једнак угао.
Пресликавање фигура: Фигуре пресликавамо тако што нађемо слике њихових карактеристичних тачака (темена многоугла, крајеве дужи, центар кружнице) спуштањем нормале на осу и преношењем растојања.
Тачка \( A_1 \) је осносиметрична (или симетрична) тачки \( A \) у односу на праву \( s \) уколико испуњава три услова:
  • \( A_1 \) припада нормали из тачке \( A \) на праву \( s \);
  • \( A_1 \) и \( A \) се налазе са различитих страна праве \( s \);
  • \( A_1 \) и \( A \) су једнако удаљене од праве \( s \).
Приказ праве s (оса симетрије) и две тачке A и A_1 са различитих страна праве. Дуж која спаја A и A_1 је нормална на s (означен прав угао), а растојања од праве s до тачака A и A_1 су означена као једнака.
Пресликавање при ком се свака тачка равни пресликава у своју осносиметричну тачку назива се осна симетрија. Права \( s \) се назива оса симетрије.
Свака тачка која припада оси симетрије \( s \) пресликава се у саму себе.
Растојање између две тачке једнако је растојању између слика тих тачака. Због тога је осна симетрија изометријска трансформација.
  • Колинеарне тачке се пресликавају у колинеарне тачке (права се пресликава у праву).
  • Осна симетрија чува распоред тачака (ако је \( A - B - C \), онда је и \( A_1 - B_1 - C_1 \)).
  • Дуж се пресликава у једнаку дуж.
  • Угао се пресликава у једнак угао.
Специфични положаји правих у односу на осу симетрије:
  • Ако права сече осу, тачка пресека припада и њеној слици.
  • Ако је права паралелна оси, и њена слика је паралелна оси.
  • Ако је права нормална на осу, она се пресликава у саму себе.
Да бисмо конструисали слику \( T_1 \) тачке \( T \) која није на оси \( s \):
1. Из тачке \( T \) конструишемо нормалу на осу \( s \).
2. Шестаром пренесемо растојање од пресека нормале и осе до тачке \( T \) на супротну страну осе.
Слику дужи добијамо тако што пресликамо њене крајње тачке. Слику многоугла (нпр. троугла) добијамо пресликавањем његових темена.
Кружница \( k(O, r) \) се пресликава тако што се преслика само њен центар \( O \) у тачку \( O_1 \). Полупречник \( r \) остаје непромењен, па је слика кружница \( k_1(O_1, r) \).

Задаци за вежбање

Лак: Дужина дужи \( AB \) износи \( 7 \text{ cm} \). Дуж \( AB \) је осном симетријом пресликана у дуж \( A_1B_1 \). Колика је дужина дужи \( A_1B_1 \)?
Осна симетрија је изометријска трансформација, што значи да чува дужине дужи.
Одговор: Дужина дужи \( A_1B_1 \) је такође \( 7 \text{ cm} \).
Средњи: Тачка \( P \) се налази на растојању од \( 4 \text{ cm} \) од осе симетрије \( s \). Колико износи најкраће растојање између тачке \( P \) и њене осносиметричне слике \( P_1 \)?
Тачка \( P_1 \) се налази са друге стране осе \( s \), на истом растојању од ње као и тачка \( P \). Права која их спаја нормална је на осу симетрије.
Растојање између \( P \) и \( P_1 \) једнако је збиру њихових растојања од осе: \( 4 \text{ cm} + 4 \text{ cm} = 8 \text{ cm} \).
Одговор: Растојање износи \( 8 \text{ cm} \).
Тежак: Нека се праве \( a \) и \( b \) секу у тачки \( M \), при чему права \( a \) није нормална на осу симетрије \( s \), а тачка \( M \) припада оси \( s \). Шта можеш закључити о тачки пресека слика ових правих (\( a_1 \) и \( b_1 \)) након осне симетрије у односу на праву \( s \)?
Свака тачка која припада оси симетрије пресликава се у саму себе. Пошто тачка пресека \( M \) припада оси \( s \), њена слика \( M_1 \) се поклапа са тачком \( M \).
Како се права пресликава у праву, слике правих \( a_1 \) и \( b_1 \) морају садржати слику пресечне тачке.
Одговор: Слике правих \( a_1 \) и \( b_1 \) се такође секу у тачки \( M \) на оси симетрије.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: