Корице уџбеника

V.1. Осна симетрија

Изабери решење задатка:

Задатак 8

Кратко решење

Нацртамо три неколинеарне тачке \( A, B \) и \( C \). Повучемо праву \( p \) кроз тачке \( B \) и \( C \). Она представља осу симетрије. \[ p = p(B, C) \] 1. Нацртај три неколинеарне тачке \( A, B \) и \( C \). Тачка \( A \) треба да буде позиционирана изнад линије коју формирају тачке \( B \) и \( C \).
2. Повуци праву линију кроз тачке \( B \) и \( C \). Означи ову праву са \( p \).
3. Из тачке \( A \) нацртај праву линију (нормалу) која је нормална на праву \( p \). Означи тачку пресека те нормале и праве \( p \) са \( O \). На месту пресека, у тачки \( O \), симболом правог угла назначи нормалност између праве \( AA_1 \) и праве \( p \).
4. Нацртај тачку \( A_1 \) на продужетку нормале \( AO \), на супротној страни од тачке \( A \) у односу на праву \( p \). Позиционирај тачку \( A_1 \) тако да је растојање од \( A \) до \( O \) (дуж \( AO \)) једнако растојању од \( O \) до \( A_1 \) (дуж \( OA_1 \)). Означи ову једнакост растојања кратким цртицама на дужима \( AO \) и \( OA_1 \). Конструишемо нормалу \( n \) из тачке \( A \) на праву \( p \). Нека је \( S \) пресечна тачка: \[ n \perp p, \quad \{S\} = n \cap p \] Повуци испрекидану линију из тачке A која под правим углом сече праву p. Тачку пресека означи са S. Шестаром преносимо растојање \( AS \) на другу страну осе \( p \) дуж нормале \( n \). Добијамо тачку \( A_1 \) за коју важи: \[ AS = SA_1 \] Тачка \( A_1 \) је тражена осносиметрична слика тачке \( A \). На продужетку нормале са друге стране праве p означи тачку A_1 тако да је растојање од осе до A једнако растојању од осе до A_1.

Детаљно решење

Цртање почетних елемената

За почетак, нацртаћемо три неколинеарне тачке \( A, B \) и \( C \). Неколинеарне значи да не леже на истој правој. Након тога, лењиром ћемо повући праву која пролази кроз тачке \( B \) и \( C \). Та права \( p(B, C) \) ће бити наша оса симетрије.
1. Нацртај три неколинеарне тачке \( A, B \) и \( C \). Тачка \( A \) треба да буде позиционирана изнад линије коју формирају тачке \( B \) и \( C \). 2. Повуци праву линију кроз тачке \( B \) и \( C \). Означи ову праву са \( p \). 3. Из тачке \( A \) нацртај праву линију (нормалу) која је нормална на праву \( p \). Означи тачку пресека те нормале и праве \( p \) са \( O \). На месту пресека, у тачки \( O \), симболом правог угла назначи нормалност између праве \( AA_1 \) и праве \( p \). 4. Нацртај тачку \( A_1 \) на продужетку нормале \( AO \), на супротној страни од тачке \( A \) у односу на праву \( p \). Позиционирај тачку \( A_1 \) тако да је растојање од \( A \) до \( O \) (дуж \( AO \)) једнако растојању од \( O \) до \( A_1 \) (дуж \( OA_1 \)). Означи ову једнакост растојања кратким цртицама на дужима \( AO \) и \( OA_1 \).

Конструкција нормале из тачке \( A \) на осу \( p \)

Да бисмо нашли слику тачке \( A \), прво морамо повући нормалу из те тачке на праву \( p \). 1. Поставимо врх шестара у тачку \( A \) и опишемо лук који сече праву \( p \) у двема тачкама (назовимо их \( M \) и \( N \)). 2. Из тачака \( M \) и \( N \) опишемо два лука истог полупречника са супротне стране праве \( p \). 3. Тачку пресека ова два лука спојимо са тачком \( A \). Та права је нормална на праву \( p \). Пресек нормале и праве \( p \) означимо као тачку \( S \).
Повуци испрекидану линију из тачке A која под правим углом сече праву p. Тачку пресека означи са S.

Одређивање положаја тачке \( A_1 \)

Осна симетрија чува растојање, што значи да тачка \( A_1 \) мора бити подједнако удаљена од осе \( p \) као и тачка \( A \). 1. Врх шестара поставимо у тачку \( S \) (подножје нормале). 2. Раширимо шестар до тачке \( A \). 3. Пренесемо ту дужину на другу страну праве \( p \) дуж нацртане нормале и обележимо пресечну тачку са \( A_1 \). Сада важи да је \( AS = SA_1 \) и да је права \( AA_1 \) нормална на праву \( p \), чиме смо успешно конструисали тачку \( A_1 \).
На продужетку нормале са друге стране праве p означи тачку A_1 тако да је растојање од осе до A једнако растојању од осе до A_1.

Кратак запис решења:

Нацртамо тачке \( A, B, C \) и праву \( p(B, C) \). Конструишемо нормалу из \( A \) на \( p \). Нека је \( S \) подножје нормале на \( p \). Шестаром одредимо тачку \( A_1 \) на нормали са друге стране осе тако да је \( AS = SA_1 \).

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: