Корице уџбеника

V.3. Ротација

Изабери решење задатка:

Задатак 7

Кратко решење

\( A_1 = A \) (центар ротације).Пошто је \( \angle BAC = 60^\circ \) и \( AB = AC \), ротација за \( 60^\circ \) у позитивном смеру пресликава \( B \) у \( C \), тј. \( B_1 = C \) (за уобичајено цртање, где \( A \), \( B \), \( C \) иду у позитивном смеру).Тачка \( C_1 \) добија се обртањем полуправе \( AC \) за још \( 60^\circ \), уз \( AC_1 = a \); троугао \( ACC_1 \) је једнакокраки са углом \( 60^\circ \) при врху, дакле једнакостраничан, а \( C_1 \) је симетрична тачки \( B \) у односу на праву \( AC \).Слика је једнакостраничан троугао \( ACC_1 \); четвороугао \( ABCC_1 \) је ромб.

Детаљно решење

Шта је дато

Једнакостраничан троугао \( ABC \) (све странице једнаке \( a \), сви углови по \( 60^\circ \)) ротирамо око темена \( A \) за \( 60^\circ \) у смеру супротном кретању казаљке на сату (позитиван смер).Нацртајмо троугао на уобичајен начин, тако да низ темена \( A \), \( B \), \( C \) иде у позитивном смеру (нпр. \( A \) доле лево, \( B \) доле десно, \( C \) горе).

Слика темена \( A \)

\( A \) је центар ротације, па је \( A_1 = A \).

Слика темена \( B \)

Угао троугла код темена \( A \) износи \( \angle BAC = 60^\circ \), а полуправа \( AC \) добија се обртањем полуправе \( AB \) баш за \( 60^\circ \) у позитивном смеру. Осим тога је \( AC = AB = a \).Оба услова из дефиниције ротације су испуњена тачком \( C \), а таква тачка је једина, па је\[ B_1 = C. \]

Слика темена \( C \)

Тачка \( C_1 \) лежи на полуправој која се добија обртањем полуправе \( AC \) за још \( 60^\circ \) у истом смеру, при чему је \( AC_1 = AC = a \).Троугао \( ACC_1 \) има краке \( AC = AC_1 = a \) и угао при врху \( \angle CAC_1 = 60^\circ \). Једнакокраки троугао са углом од \( 60^\circ \) при врху јесте једнакостраничан, па је \( CC_1 = a \).Тачка \( C_1 \) је, дакле, симетрична тачки \( B \) у односу на праву \( AC \).

Резултат

Слика троугла \( ABC \) јесте троугао \( A_1B_1C_1 = ACC_1 \), једнакостраничан са страницом \( a \). Он належе на полазни троугао дуж заједничке странице \( AC \).Уочимо још: четвороугао \( ABCC_1 \) има све четири странице једнаке \( a \), па је то ромб састављен од два једнакостранична троугла.

Напомена о смеру означавања темена

Ако је троугао нацртан тако да низ \( A \), \( B \), \( C \) иде у смеру казаљке на сату, онда се ротацијом за \( 60^\circ \) у позитивном смеру теме \( C \) пресликава у теме \( B \) (тј. \( C_1 = B \)), а \( B \) у тачку \( B_1 \) симетричну тачки \( C \) у односу на праву \( AB \). Поступак је исти, само темена замене улоге.

Провера

\( AB_1 = AC = a = AB \), \( AC_1 = a = AC \) и \( B_1C_1 = CC_1 = a = BC \). Све три странице су једнаке одговарајућим страницама полазног троугла, па је \( \triangle AB_1C_1 \cong \triangle ABC \), као што и мора бити.

Кратак запис решења:

\( A_1 = A \), \( B_1 = C \) (јер је \( \angle BAC = 60^\circ \) и \( AB = AC \)), а \( C_1 \) је слика тачке \( B \) у осној симетрији у односу на праву \( AC \); слика је једнакостраничан троугао \( ACC_1 \).

Најважније из лекције

Кључни појмови о ротацији:
\( \rightarrow \) Смер: Позитиван (супротно од казаљке на сату) и негативан (смер казаљке на сату).
\( \rightarrow \) Пресликавање: Тачка се слика у нову тачку под условом да је растојање од центра исто (\( OA = OA_1 \)) и да гради задати угао (\( \angle AOA_1 = \alpha \)). Центар се слика у самог себе.
\( \rightarrow \) Изометрија: Ротацијом се не мењају дужине и облици фигура (дужи се сликају у једнаке дужи, троуглови у подударне троуглове).
\( \rightarrow \) Специјалан случај: Ротација за \( 180^\circ \) је исто што и централна симетрија.
Оријентација угла зависи од редоследа навођења његових кракова приликом обележавања тог угла.
Позитиван смер: Смер супротан од кретања казаљке на часовнику. Ако се краци угла наводе у овом смеру, угао је позитивно оријентисан.
Негативан смер: Смер кретања казаљке на часовнику. Ако се краци угла наводе у овом смеру, угао је негативно оријентисан.
Илустрација два смера: Кружница на којој плава стрелица показује смер супротан од казаљке на сату (означено као 'позитиван смер'), а црвена стрелица показује смер казаљке на сату (означено као 'негативан смер').
Ако окрећемо волан аутомобила удесно, у ком смеру вршимо ротацију?
Вршимо ротацију у негативном смеру, јер је то смер кретања казаљке на часовнику.
Ротација с центром \( O \) за угао \( \alpha \) у задатом смеру (позитивном или негативном) је пресликавање којим се свака тачка \( A \) (\( A \neq O \)) пресликава у тачку \( A_1 \) тако да важе следећа два услова:
Растојање од центра остаје исто: \( OA = OA_1 \).
Угао \( \angle AOA_1 \) је оријентисан у задатом смеру и има меру \( \alpha \).
Тачка \( O \) се назива центар ротације и она се при ротацији пресликава сама у себе.
Ротација с центром \( O \) за угао од \( 180^\circ \) (било у позитивном или негативном смеру) јесте централна симетрија са центром \( O \).
Да би се конструисала слика неке фигуре при ротацији, довољно је пресликати њене карактеристичне тачке:
  • За дуж пресликавамо њене крајње тачке.
  • За угао пресликавамо теме и по једну тачку на сваком краку.
  • За многоугао (нпр. троугао) пресликавамо његова темена.
  • За кружницу пресликавамо њен центар и једну тачку са кружнице.
Ротација чува растојање између тачака, што значи да је ротација изометрија.
Ако се дуж \( AB \) ротацијом пресликава у дуж \( A_1B_1 \), тада је \( AB = A_1B_1 \).
Ако се троугао \( ABC \) ротацијом пресликава у троугао \( A_1B_1C_1 \), тада су они подударни: \( \triangle ABC \cong \triangle A_1B_1C_1 \).

Задаци за вежбање

Лаки: Дат је троугао \( ABC \). Приликом ротације овог троугла око тачке \( O \) за угао од \( 45^\circ \) добијен је троугао \( A_1B_1C_1 \). Ако је дужина странице \( AB = 5\text{ cm} \), колика је дужина странице \( A_1B_1 \)?
Пошто је ротација изометрија, она чува дужине дужи. Због тога је \( A_1B_1 = AB \).
Одговор: Дужина странице \( A_1B_1 \) је \( 5\text{ cm} \).
Средњи: Тачка \( P \) се ротира око тачке \( S \) за угао од \( 180^\circ \) и добија се тачка \( P_1 \). Какав је међусобни положај тачака \( P \), \( S \) и \( P_1 \) и какав је однос дужи \( PS \) и \( SP_1 \)?
Ротација за \( 180^\circ \) представља централну симетрију. То значи да су тачке \( P \), \( S \) и \( P_1 \) колинеарне (припадају истој правој), а тачка \( S \) је средиште дужи \( PP_1 \).
Одговор: Тачке су колинеарне, а дужи су једнаке (\( PS = SP_1 \)).
Тешки: Тачка \( M \) (\( M \neq O \)) ротира се око тачке \( O \) за угао од \( 60^\circ \) у позитивном смеру и тако се пресликава у тачку \( M_1 \). Какав је троугао \( \triangle MOM_1 \) према дужинама страница?
По дефиницији ротације, растојање од центра се не мења, па је \( OM = OM_1 \). То значи да је троугао \( \triangle MOM_1 \) једнакокрак.
Угао између тих кракова је угао ротације, дакле \( \angle MOM_1 = 60^\circ \). Пошто су углови на основици једнакокраког троугла једнаки, они износе \( (180^\circ - 60^\circ) : 2 = 60^\circ \).
Сви углови су по \( 60^\circ \).
Одговор: Троугао \( \triangle MOM_1 \) је једнакостраничан.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: