Корице уџбеника

V.1. Осна симетрија

Изабери решење задатка:

Задатак 16

Кратко решење

Нацртамо праве \( a \perp b \) и \( \{O\} = a \cap b \). Нацртамо \( \Delta ABC \). \( \text{1) Осна симетрија у односу на } a: \) \( A \xrightarrow{s_a} A_1, \quad B \xrightarrow{s_a} B_1, \quad C \xrightarrow{s_a} C_1 \) \( \Delta ABC \to \Delta A_1B_1C_1 \) Нацртај нормале из темена A, B и C на праву a. Помоћу шестара пренеси дужине до праве a на леву страну осе и означи темена A1, B1 и C1. Спој их да добијеш троугао А1В1С1. \( \text{2) Осна симетрија у односу на } b: \) \( A_1 \xrightarrow{s_b} A_2, \quad B_1 \xrightarrow{s_b} B_2, \quad C_1 \xrightarrow{s_b} C_2 \) \( \Delta A_1B_1C_1 \to \Delta A_2B_2C_2 \) Нацртај нормале из темена A1, B1 и C1 на праву b. Помоћу шестара пренеси дужине до праве b на доњу страну и означи темена A2, B2 и C2. Спој их да добијеш троугао А2В2С2. Примећујемо да је: \( AO = A_2O, \quad BO = B_2O, \quad CO = C_2O \) Тачке \( A, O, A_2 \), затим \( B, O, B_2 \) и \( C, O, C_2 \) су колинеарне. Закључак: \( \Delta A_2B_2C_2 \) је централносиметричан троуглу \( ABC \) у односу на центар \( O \). Узастопно пресликавање двема осним симетријама чије су осе нормалне једнако је централној симетрији у односу на пресек тих оса.

Детаљно решење

Корак 1: Цртање оса симетрије и почетног троугла

Прво ћемо нацртати две праве, \( a \) и \( b \), које се секу под правим углом у тачки \( O \). Затим ћемо у једном од четири добијена права угла нацртати произвољан троугао \( ABC \).
1. Нацртај хоризонталну праву \( a \) и вертикалну праву \( b \) које се секу под правим углом у тачки \( O \). Обе праве треба да буду довољно дуге. 2. У горњем десном квадранту (углу) који образују праве \( a \) и \( b \), нацртај произвољан, разностранични троугао \( ABC \). Троугао треба да буде у потпуности смештен у овом квадранту, са свим теменима \( A, B, C \) јасно обележеним. Темена троугла не треба да буду превише близу оса \( a \) и \( b \) нити пресечне тачке \( O \).

Корак 2: Осна симетрија у односу на праву \( a \)

Сада пресликавамо \( \Delta ABC \) у односу на вертикалну праву \( a \). За свако теме троугла: - Из тачака \( A, B \) и \( C \) повлачимо нормале на праву \( a \). - Шестаром преносимо растојање од сваке тачке до праве \( a \) на њену леву страну. - Добијамо темена \( A_1, B_1, C_1 \) и спајамо их у \( \Delta A_1B_1C_1 \). Овај троугао се налази у горњем левом углу.
Нацртај нормале из темена A, B и C на праву a. Помоћу шестара пренеси дужине до праве a на леву страну осе и означи темена A1, B1 и C1. Спој их да добијеш троугао А1В1С1.

Корак 3: Осна симетрија у односу на праву \( b \)

Сада пресликавамо новодобијени \( \Delta A_1B_1C_1 \) у односу на хоризонталну праву \( b \). - Из тачака \( A_1, B_1 \) и \( C_1 \) повлачимо нормале на праву \( b \). - Шестаром преносимо растојање од сваког темена до праве \( b \) на доњу страну. - Добијамо темена \( A_2, B_2, C_2 \) и спајамо их у \( \Delta A_2B_2C_2 \). Овај троугао се налази у доњем левом углу у односу на пресек оса.
Нацртај нормале из темена A1, B1 и C1 на праву b. Помоћу шестара пренеси дужине до праве b на доњу страну и означи темена A2, B2 и C2. Спој их да добијеш троугао А2В2С2.

Корак 4: Анализа резултата

Посматрајући почетни \( \Delta ABC \) и крајњи \( \Delta A_2B_2C_2 \), можемо приметити занимљиву особину. Праве \( AA_2, BB_2 \) и \( CC_2 \) пролазе кроз тачку \( O \) (пресек оса \( a \) и \( b \)). Такође, тачка \( O \) је средиште сваке од тих дужи (\( AO = A_2O, BO = B_2O, CO = C_2O \)). Ово значи да је \( \Delta A_2B_2C_2 \) заправо **централносиметрична слика** троугла \( ABC \) у односу на тачку \( O \). Доследна примена две осне симетрије чије су осе међусобно нормалне еквивалентна је централној симетрији у односу на тачку пресека тих оса.

Кратак запис решења:

\( a \perp b, \{O\} = a \cap b \) \( \Delta ABC \xrightarrow{s_a} \Delta A_1B_1C_1 \xrightarrow{s_b} \Delta A_2B_2C_2 \) Примећујемо: \( A, O, A_2 \) су колинеарне и \( AO = A_2O \) \( B, O, B_2 \) су колинеарне и \( BO = B_2O \) \( C, O, C_2 \) су колинеарне и \( CO = C_2O \) Две узастопне осне симетрије са нормалним осама дају централну симетрију у односу на тачку пресека оса \( O \).

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: