Корице уџбеника

V.1. Осна симетрија

Изабери решење задатка:

Задатак 15

Кратко решење

1. Конструишемо кружницу \( k(O, OT) \) и тангенту \( t \) у тачки \( T \), тако да је \( OT \perp t \). 2. Пресликавамо центар \( O \) осном симетријом у односу на праву \( t \) у тачку \( O_1 \). 3. Важи \( T \in t \Rightarrow T_1 = T \). 4. Како је \( OT \perp t \), тачка \( O_1 \) лежи на правој \( OT \) тако да је \( T \) средиште дужи \( OO_1 \). 5. Слика кружнице је \( k_1(O_1, O_1T) \), где је \( O_1T = OT \). 6. Будући да је \( O_1T \perp t \) и \( T \in k_1 \), права \( t \) је тангента и кружнице \( k_1 \). Кружница k(O, OT) са тангентом t у тачки T. Права t је нормална на OT. Симетрична кружница k1(O1, O1T) која додирује праву t у истој тачки T.

Детаљно решење

Корак 1: Цртање кружнице и тангенте

Прво обележавамо центар кружнице тачком \( O \) и произвољну тачку \( T \). Користећи шестар са отвором једнаким дужи \( OT \), описујемо кружницу \( k \). Затим конструишемо праву \( t \) која пролази кроз тачку \( T \) и нормална је на полупречник \( OT \). Ова права је тангента кружнице у тачки \( T \). Нацртана је кружница k са центром O која пролази кроз тачку T. Повучена је дуж OT. Кроз тачку T је повучена права t тако да је угао између OT и t прав (90 степени).

Корак 2: Конструкција осносиметричне слике центра кружнице

За пресликавање кружнице осном симетријом у односу на праву \( t \), потребно је пресликати њен центар \( O \). Будући да је \( OT \perp t \), тачка \( O \) се налази на нормали из центра на осу симетрије. Конструишемо тачку \( O_1 \) са друге стране праве \( t \) тако да је \( OT = O_1T \). Тачка \( T \) је средиште дужи \( OO_1 \) јер припада оси симетрије.

Корак 3: Цртање пресликане кружнице

Осна симетрија је изометријска трансформација, што значи да чува растојања. Слика кружнице \( k(O, OT) \) биће кружница \( k_1 \) са центром у тачки \( O_1 \) и истим полупречником \( r = O_1T = OT \). Користећи шестар, описујемо кружницу из центра \( O_1 \) кроз тачку \( T \). На претходни цртеж додата је тачка O1 са друге стране праве t, тако да су O и O1 подједнако удаљене од t. Нацртана је нова кружница k1 са центром O1 која такође додирује праву t у тачки T.

Корак 4: Анализа положаја праве \( t \) у односу на нову кружницу

Права \( t \) пролази кроз тачку \( T \), која припада и кружници \( k_1 \). По конструкцији, полупречник \( O_1T \) нове кружнице лежи на истој правој као и \( OT \). Како је \( OT \perp t \), следи да је и \( O_1T \perp t \). Будући да је права \( t \) нормална на полупречник \( O_1T \) у његовој крајњој тачки \( T \) на кружници, она је тангента и за кружницу \( k_1 \).

Корак 5: Закључак

Права \( t \) јесте тангента и добијене слике (кружнице \( k_1 \)). То је зато што се тачка додира \( T \) налази на оси симетрије, па се пресликава у саму себе (\( T_1 = T \)), а осна симетрија чува нормалност и дужину полупречника.

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: