Корице уџбеника

7.2. Конструкције Осносиметричних Тачака и Фигура

Изабери решење задатка:

Задатак 2

Кратко решење

Дат је правоугаоник \( MNPQ \). Оса симетрије је права \( s = p(M, P) \). Пошто \( M, P \in s \), важи: \[ M_1 \equiv M, \quad P_1 \equiv P \] Конструишемо тачку \( N_1 \) симетричну тачки \( N \) у односу на \( s \): 1. \( n \perp s, \quad N \in n \) 2. \( \{S_1\} = n \cap s \implies NS_1 = S_1N_1 \) Конструишемо тачку \( Q_1 \) симетричну тачки \( Q \) у односу на \( s \): 1. \( q \perp s, \quad Q \in q \) 2. \( \{S_2\} = q \cap s \implies QS_2 = S_2Q_1 \) 1. Нацртај правоугаоник MNPQ. Постави теме M у доњем левом углу, N горе лево, P горе десно, Q доле десно (у смеру супротном од казаљке на сату). Означи сва темена M, N, P, Q.
2. Нацртај праву s која пролази кроз темена M и P. Означи ову праву са 's'. Ово је оса симетрије.
3. Нацртај испрекидану дуж из тачке N која је нормална на праву s. Нека је N1 тачка пресека ове дужи и праве s. Прикажи симбол правог угла код N1. Означи тачку N1.
4. Нацртај испрекидану дуж из тачке Q која је нормална на праву s. Нека је Q1 тачка пресека ове дужи и праве s. Прикажи симбол правог угла код Q1. Означи тачку Q1.
5. Продужи испрекидану нормалу NN1 преко праве s. На продужетку, одреди тачку N' тако да је N1 средиште дужи NN' (тј. растојање од N1 до N' је једнако растојању од N1 до N). Означи тачку N'.
6. Продужи испрекидану нормалу QQ1 преко праве s. На продужетку, одреди тачку Q' тако да је Q1 средиште дужи QQ' (тј. растојање од Q1 до Q' је једнако растојању од Q1 до Q). Означи тачку Q'.
7. Спој темена M, N', P, Q' пуним линијама: дужима MN', N'P, PQ' и Q'M. Ово формира осносиметричну слику правоугаоника MNPQ. Темена M и P су сопствене слике (M'=M, P'=P). Симетрична слика правоугаоника \( MNPQ \) је правоугаоник \( M_1N_1P_1Q_1 \).

Детаљно решење

Цртање правоугаоника \( MNPQ \) и осе симетрије \( s \)

Прво ћемо нацртати правоугаоник \( MNPQ \). Према захтеву задатка, оса симетрије \( s \) је права која пролази кроз несуседна темена \( M \) и \( P \). Ова права представља дијагоналу правоугаоника.
1. Нацртај правоугаоник MNPQ. Постави теме M у доњем левом углу, N горе лево, P горе десно, Q доле десно (у смеру супротном од казаљке на сату). Означи сва темена M, N, P, Q. 2. Нацртај праву s која пролази кроз темена M и P. Означи ову праву са 's'. Ово је оса симетрије. 3. Нацртај испрекидану дуж из тачке N која је нормална на праву s. Нека је N1 тачка пресека ове дужи и праве s. Прикажи симбол правог угла код N1. Означи тачку N1. 4. Нацртај испрекидану дуж из тачке Q која је нормална на праву s. Нека је Q1 тачка пресека ове дужи и праве s. Прикажи симбол правог угла код Q1. Означи тачку Q1. 5. Продужи испрекидану нормалу NN1 преко праве s. На продужетку, одреди тачку N' тако да је N1 средиште дужи NN' (тј. растојање од N1 до N' је једнако растојању од N1 до N). Означи тачку N'. 6. Продужи испрекидану нормалу QQ1 преко праве s. На продужетку, одреди тачку Q' тако да је Q1 средиште дужи QQ' (тј. растојање од Q1 до Q' је једнако растојању од Q1 до Q). Означи тачку Q'. 7. Спој темена M, N', P, Q' пуним линијама: дужима MN', N'P, PQ' и Q'M. Ово формира осносиметричну слику правоугаоника MNPQ. Темена M и P су сопствене слике (M'=M, P'=P).

Одређивање слика тачака које припадају оси

Према особинама осне симетрије, свака тачка која се налази на оси симетрије пресликава се у саму себе. Пошто темена \( M \) и \( P \) припадају правој \( s \), њихове симетричне слике су: \[ M_1 \equiv M \] \[ P_1 \equiv P \]

Конструкција слике темена \( N \)

Да бисмо пронашли слику темена \( N \), потребно је конструисати тачку \( N_1 \) са друге стране осе \( s \): 1. Поставимо иглу шестара у тачку \( M \) и измеримо растојање до тачке \( N \). Опишемо лук са друге стране осе \( s \). 2. Затим поставимо иглу шестара у тачку \( P \) и измеримо растојање до тачке \( N \). Опишемо лук који сече претходни лук. 3. Пресечна тачка ова два лука је тачка \( N_1 \). Код правоугаоника који није квадрат, ова тачка ће се налазити "изван" или на месту где би била темена другог подударног правоугаоника. Приметићемо да ће због особина правоугаоника слика тачке \( N \) заправо бити тачка \( Q \) само ако је правоугаоник квадрат. У општем случају, то је нова тачка.

Конструкција слике темена \( Q \)

На исти начин конструишемо слику темена \( Q \), коју обележавамо са \( Q_1 \): 1. Користимо шестар да пренесемо растојања \( MQ \) и \( PQ \) на другу страну осе \( s \). 2. Пресек лукова одређује тачку \( Q_1 \).

Цртање слике правоугаоника

Спајањем добијених тачака \( M_1, N_1, P_1, Q_1 \) добијамо четвороугао који је симетричан почетном правоугаонику у односу на дијагоналу \( MP \). Добијена фигура \( M_1N_1P_1Q_1 \) је такође правоугаоник подударан почетном.
Из тачака N и Q конструишите нормале на праву s. Помоћу шестара пренесите растојања од тачака до осе на супротну страну. Означите нове тачке као N_1 и Q_1. Повежите тачке M, N_1, P и Q_1 да бисте добили слику правоугаоника.

Кратак запис решења:

Оса \( s \) пролази кроз \( M \) и \( P \). \[ M \in s \implies M_1 = M \] \[ P \in s \implies P_1 = P \] Тачке \( N_1 \) и \( Q_1 \) добијамо конструкцијом нормала из \( N \) и \( Q \) на \( s \) и преношењем растојања: \[ N \xrightarrow{\sigma_s} N_1, \quad Q \xrightarrow{\sigma_s} Q_1 \] Резултат: Правоугаоник \( MN_1PQ_1 \).

Најважније из лекције

Осна симетрија: Пресликавање код којег се тачка пресликава са друге стране осе симетрије по нормали, на истом растојању од осе.
Специфичност: Тачке које већ леже на оси симетрије се не померају (слика се поклапа са оригиналом).
Геометријска конструкција: Изводи се само шестаром и лењиром, пресецањем лукова са осе симетрије.
Својства: Осна симетрија чува растојање (дужине страница остају исте) и паралелност (паралелне праве остају паралелне). Фигуре се пресликавају тако што се пресликавају њихова темена.
Осносиметрична слика тачке \( T \) у односу на праву \( s \) (која представља осу симетрије) јесте тачка \( T' \) која се налази са друге стране осе \( s \), таква да права која пролази кроз тачке \( T \) и \( T' \) сече осу \( s \) под правим углом, а саме тачке се налазе на једнаком растојању од осе.
Две праве су нормалне ако се секу под правим углом. Пресек нормале и осе симетрије назива се подножје нормале.
Тачка која припада оси симетрије пресликава се сама у себе. Дакле, ако тачка \( B \in s \), онда је \( B = B' \).
Техничка конструкција се изводи помоћу два лењира (за цртање нормале) и мерењем растојања, док се геометријска конструкција изводи искључиво помоћу шестара и једног лењира без подељака.
Кораци геометријске конструкције тачке \( A' \) која је симетрична тачки \( A \) у односу на осу \( s \):
Постави иглу шестара у тачку \( A \) и конструиши лук (део кружнице) чији полупречник бираш тако да лук сече праву \( s \) у две тачке. Означи те тачке са \( M \) и \( N \).
Не мењајући отвор шестара, конструиши лукове полупречника \( MA \) из тачака \( M \) и \( N \). Ови лукови ће се пресећи у тачки \( A \) и у још једној тачки са супротне стране осе \( s \). Ту другу тачку означи са \( A' \).
Конструиши праву одређену тачкама \( A \) и \( A' \). Ова права је нормална на осу \( s \) и важи да су растојања од осе до тачака \( A \) и \( A' \) једнака.
Илустрација геометријске конструкције осно-симетричне тачке А' помоћу шестара. Нацртати праву s као осу симетрије. Поставити тачку А са једне стране осе s. Из тачке А, конструисати кружни лук са произвољним полупречником (Р1) који је довољно велики да сече осу s у две различите тачке. Означити ове пресечне тачке као М и N. Затим, не мењајући отвор шестара (тј. користећи исти полупречник Р1, који је једнак дужини AM или AN), конструисати два нова кружна лука: један центриран у тачки М и други центриран у тачки N. Ови лукови треба да се секу са друге стране осе s, супротно од тачке А. Тачка пресека ових лукова је тачка А', осно-симетрична тачки А у односу на осу s. Приказати све тачке (A, A', M, N) и осу s.
Да би се пресликала дуж \( PQ \) у односу на осу симетрије, довољно је пресликати њене крајње тачке \( P \) и \( Q \) у тачке \( P' \) и \( Q' \), а затим их спојити.
На исти начин се пресликавају и геометријске фигуре (троугао, правоугаоник и сл.) – тако што се конструишу осно-симетричне слике свих њихових темена, која се затим редом спајају.
Осна симетрија је пресликавање које чува растојања између тачака. (Дуж и њена осно-симетрична слика имају једнаке дужине).
Осна симетрија је пресликавање које чува паралелност. (Ако су две странице фигуре паралелне, и њихове слике ће бити паралелне).
Приказ правоугаоника ABCD и његове осно-симетричне слике A'B'C'D' у односу на осу симетрије 's'. Правоугаоник ABCD је постављен са једне стране осе 's'. Његова слика A'B'C'D' је добијена пресликавањем сваког темена (A, B, C, D) преко осе 's' у одговарајуће теме (A', B', C', D'), при чему су дужи које спајају тачку са њеном сликом (нпр. AA', BB', CC', DD') нормалне на осу 's', а тачке су једнако удаљене од осе. Илуструје се очување облика (A'B'C'D' је такође правоугаоник), очување дужина страница (нпр. дуж AB је једнаке дужине као дуж A'B', и дуж BC је једнаке дужине као дуж B'C') и очување паралелности наспрамних страница (нпр. ако је AB паралелно са CD, онда је A'B' паралелно са C'D', и слично за BC и DA).

Задаци за вежбање

Лак: Дата је права \( s \) и тачка \( K \) која се налази тачно на правој \( s \). Где се налази осно-симетрична слика \( K' \) тачке \( K \) у односу на праву \( s \)?
Одговор: Тачка \( K' \) се налази на истом месту где и тачка \( K \) (поклапају се). Тачка која припада оси симетрије пресликава се сама у себе (\( K = K' \)).
Средњи: Дуж \( AB \) има дужину \( 6 \text{ cm} \). Ако је дуж \( A'B' \) њена осно-симетрична слика у односу на неку праву \( p \), колика је дужина дужи \( A'B' \)? Објасни зашто.
Одговор: Дужина дужи \( A'B' \) је такође \( 6 \text{ cm} \). Разлог је то што је осна симетрија пресликавање које чува растојања између тачака, па су оригинална дуж и њена слика једнаких дужина.
Тежак: Опиши поступак како би конструисао осно-симетричну слику троугла \( \triangle MNP \) у односу на осу симетрије \( q \), користећи само шестар и лењир без подељака.
Одговор:
1. Примени поступак геометријске конструкције за тачку \( M \): из тачке \( M \) опиши лук који сече осу \( q \) у две тачке, а затим из тих пресека опиши лукове са друге стране осе да добијеш тачку \( M' \).
2. Понови исти геометријски поступак за теме \( N \) да добијеш тачку \( N' \).
3. Понови исти поступак за теме \( P \) да добијеш тачку \( P' \).
4. Споји тачке \( M', N' \) и \( P' \) лењиром како би добио слику троугла \( \triangle M'N'P' \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: