Корице уџбеника

V.1. Осна симетрија

Изабери решење задатка:

Задатак 2

Кратко решење

За одређивање осносиметричних тачака на квадратној мрежи, бројимо колико је квадратића свака тачка удаљена од осе \( s \), а затим одмеравамо исти број квадратића са друге стране осе.

1) Оса \( s \) је хоризонтална (испод фигуре):

Бројимо квадратиће вертикално наниже. - \( A_1 \) и \( G_1 \) су 1 квадратић испод осе \( s \). - \( B_1 \) и \( F_1 \) су 2 квадратића испод осе \( s \). - \( C_1 \) и \( E_1 \) су 3 квадратића испод осе \( s \). - \( D_1 \) је 5 квадратића испод осе \( s \).

2) Оса \( s \) је вертикална (десно од фигуре):

Бројимо квадратиће хоризонтално удесно. - \( F_1 \) и \( G_1 \) су 1 квадратић десно од осе \( s \). - \( E_1 \) је 2 квадратића десно од осе \( s \). - \( D_1 \) је 3 квадратића десно од осе \( s \). - \( C_1 \) је 4 квадратића десно од осе \( s \). - \( A_1 \) и \( B_1 \) су 5 квадратића десно од осе \( s \).

3) Оса \( s \) пролази кроз \( F \) и \( G \):

Бројимо квадратиће хоризонтално удесно. - Тачке на оси се не померају: \( F_1 = F \), \( G_1 = G \). - \( E_1 \) је 1 квадратић десно од осе \( s \). - \( D_1 \) је 2 квадратића десно од осе \( s \). - \( C_1 \) је 3 квадратића десно од осе \( s \). - \( A_1 \) и \( B_1 \) су 4 квадратића десно од осе \( s \).

4) Оса \( s \) пролази кроз \( D \):

Права \( s \) је оса симетрије ове фигуре, па се лева и десна страна преклапају. - \( D_1 = D \) (тачка на оси). - \( C_1 = E \) и \( E_1 = C \) (мењају места). - \( B_1 = F \) и \( F_1 = B \) (мењају места). - \( A_1 = G \) и \( G_1 = A \) (мењају места).

Детаљно решење

Да бисмо одредили осносиметричне тачке на квадратној мрежи, користимо се линијама саме мреже. Осна симетрија чува растојање, што значи да тачка и њена слика морају бити једнако удаљене од осе симетрије. Такође, оне се морају налазити на правој која је нормална (под правим углом) на осу симетрије. Пошто радимо на квадратној мрежи: - Ако је оса симетрије хоризонтална, нормала је вертикална (крећемо се горе-доле по линијама мреже). - Ако је оса симетрије вертикална, нормала је хоризонтална (крећемо се лево-десно по линијама мреже). Поступак је следећи: за сваку тачку пребројимо колико је квадратића удаљена од осе \( s \), а затим одмеримо исти тај број квадратића са друге стране осе и ту уцртамо њену слику.

Случај 1)

У овом случају, оса \( s \) је хоризонтална права која се налази испод свих тачака. Пресликавамо тачке тако што бројимо квадратиће вертикално наниже.

Тачке A и G

Тачке \( A \) и \( G \) се налазе 1 квадратић изнад осе \( s \). Њихове слике, тачке \( A_1 \) и \( G_1 \), налазиће се тачно 1 квадратић испод осе \( s \), на истим вертикалним линијама.

Тачке B и F

Тачке \( B \) и \( F \) се налазе 2 квадратића изнад осе \( s \). Њихове слике, тачке \( B_1 \) и \( F_1 \), налазиће се 2 квадратића испод осе \( s \).

Тачке C и E

Тачке \( C \) и \( E \) су удаљене 3 квадратића изнад осе \( s \). Њихове слике, \( C_1 \) и \( E_1 \), биће 3 квадратића испод осе.

Тачка D

Тачка \( D \) је најудаљенија, налази се 5 квадратића изнад осе \( s \). Њена слика \( D_1 \) биће 5 квадратића испод осе.
Нацртајте мрежу квадратића. На мрежи нацртајте праву \( s \) као вертикалну линију, постављену дуж централне осе (нпр. на x=0). Означите тачке \( A, B, C, D, E, F, G \) на мрежи са следећим координатама, где је права \( s \) на x=0: - Тачка \( D \) се налази на самој оси \( s \), на (0,0). - Тачка \( A \) се налази на (-3, 2). - Тачка \( B \) се налази на (-1, 3). - Тачка \( C \) се налази на (-2, -1). - Тачка \( E \) се налази на (2, 1). - Тачка \( F \) се налази на (-4, -2). - Тачка \( G \) се налази на (1, -3). Тачка \( D \) је осносиметрична сама себи (\( D_1 = D \)). За остале тачке, нацртајте њихове осносиметричне слике \( A_1, B_1, C_1, E_1, F_1, G_1 \) у односу на праву \( s \). За сваку тачку \( X \), њена слика \( X_1 \) налази се на истој хоризонталној линији (иста y-координата) као \( X \), али са супротне стране осе \( s \), на истој удаљености мереној у броју квадратића. Прецизније, ако је тачка \( X \) на координати (x, y), њена слика \( X_1 \) ће бити на (-x, y). Визуелно прикажите симетрију: за сваки пар тачака \( X \) и \( X_1 \) (где \( X \neq D \)), нацртајте испрекидану линију која их повезује. Ова линија треба да буде нормална на осу \( s \) и да пресеца осу \( s \) тачно на средини дужи \( XX_1 \).

Случај 2)

Овде је оса \( s \) вертикална права која се налази са десне стране фигуре. Тачке ћемо пресликавати тако што бројимо квадратиће хоризонтално удесно.

Тачке F и G

Ове тачке су најближе оси, удаљене су само 1 квадратић улево од ње. Њихове слике \( F_1 \) и \( G_1 \) ће бити 1 квадратић удесно од осе.

Тачка E

Тачка \( E \) је удаљена 2 квадратића улево од осе. Њена слика \( E_1 \) биће 2 квадратића удесно.

Тачка D

Тачка \( D \) се налази 3 квадратића улево од осе. Слика \( D_1 \) ће бити 3 квадратића удесно.

Тачка C

Тачка \( C \) је удаљена 4 квадратића улево од осе. Слика \( C_1 \) биће 4 квадратића удесно.

Тачке A и B

Ове тачке су најудаљеније, налазе се 5 квадратића улево од осе \( s \). Њихове слике \( A_1 \) и \( B_1 \) биће 5 квадратића удесно од осе.
Нацртај почетну фигуру и вертикалну осу s са десне стране према другој слици. Из сваке тачке повуци хоризонталну испрекидану линију удесно ка оси s, преброј квадратиће, и настави линију удесно за исти тај број квадратића. Ту означи нове тачке.

Случај 3)

Оса \( s \) је поново вертикална, али овог пута пролази тачно кроз тачке \( F \) и \( G \).

Тачке на оси

Пошто тачке \( F \) и \( G \) припадају оси симетрије \( s \), оне се пресликавају саме у себе. Дакле, важи \( F_1 = F \) и \( G_1 = G \). Њих не померамо.

Остале тачке

Све остале тачке се налазе са леве стране осе, па ће њихове слике бити са десне стране. - Тачка \( E \) је 1 квадратић лево, па ће \( E_1 \) бити 1 квадратић десно. - Тачка \( D \) је 2 квадратића лево, па ће \( D_1 \) бити 2 квадратића десно. - Тачка \( C \) је 3 квадратића лево, па ће \( C_1 \) бити 3 квадратића десно. - Тачке \( A \) и \( B \) су 4 квадратића лево, па ће \( A_1 \) и \( B_1 \) бити 4 квадратића десно.
Нацртај фигуру и осу s која пролази кроз F и G према трећој слици. Тачке F и G само подебљај и додај им ознаке F1 и G1. За остале тачке примени исти поступак као у претходном случају: преброј квадратиће хоризонтално до осе и пренеси их на десну страну.

Случај 4)

Оса \( s \) је вертикална и пролази кроз врх фигуре, односно кроз тачку \( D \). Ово је посебан случај јер је ова права заправо оса симетрије саме нацртане фигуре.

Тачка на оси

Тачка \( D \) се налази на оси \( s \), па се пресликава у саму себе: \( D_1 = D \).

Тачке C и E

Тачка \( C \) је 1 квадратић лево од осе, а тачка \( E \) је 1 квадратић десно од осе (налазе се на истој висини). Када пресликамо тачку \( C \), она одлази 1 квадратић десно и пада тачно на место тачке \( E \). Дакле, \( C_1 = E \). Слично томе, слика тачке \( E \) одлази лево и пада на место тачке \( C \), па је \( E_1 = C \). Ове две тачке су само замениле места.

Тачке B и F

Тачка \( B \) је 2 квадратића лево, а \( F \) је 2 квадратића десно. Пресликавањем, оне такође мењају места: \( B_1 = F \) и \( F_1 = B \).

Тачке A и G

Тачка \( A \) је 2 квадратића лево, а \( G \) је 2 квадратића десно. Њихове слике мењају места: \( A_1 = G \) и \( G_1 = A \).
Нацртај фигуру и осу s која пролази кроз D према четвртој слици. Уз тачку D допиши D1. Уз тачку E допиши C1, а уз тачку C допиши E1. Уз F допиши B1, а уз B допиши F1. На крају, уз G допиши A1, а уз A допиши G1. У овом случају нису потребне помоћне линије јер се фигура пресликала сама у себе.

Кратак запис решења:

Осносиметричне слике тачака добијамо тако што сваку тачку пренесемо на супротну страну осе \( s \), тако да њено растојање од осе остане исто (мерено у броју квадратића). 1) Тачке пресликавамо вертикално наниже испод хоризонталне осе \( s \). 2) Тачке пресликавамо хоризонтално удесно од вертикалне осе \( s \). 3) Тачке \( F \) и \( G \) су на оси па се не померају (\( F_1=F, G_1=G \)), а остале пресликавамо хоризонтално удесно. 4) Оса \( s \) полови фигуру, па се тачке са леве и десне стране међусобно замењују: \( D_1=D \), \( C_1=E \), \( B_1=F \), \( A_1=G \).

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: