Корице уџбеника

V.3. Ротација

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

Нацртамо дуж \( EF \). Из \( E \) нанесемо угао \( 75^\circ \) од полуправе \( EF \), у смеру казаљке на сату, и добијемо полуправу \( Et \).Шестаром пренесемо растојање \( EF \) из центра \( E \) на полуправу \( Et \); пресечна тачка је тражена тачка \( F_1 \).Тада је \( EF_1 = EF \) и \( \angle FEF_1 = 75^\circ \) (негативно оријентисан), а центар \( E \) слика се у себе.

Детаљно решење

Шта је дато

Дата је дуж \( EF \). Центар ротације је тачка \( E \), а угао ротације је \( 75^\circ \) у смеру казаљке на сату. Смер казаљке на сату је, како је уведено на страници 160, негативна оријентација угла.Тражи се слика \( F_1 \) тачке \( F \).

Шта каже дефиниција ротације

Слика тачке \( F \) при ротацији око тачке \( E \) за оријентисани угао \( \alpha \) јесте једина тачка \( F_1 \) за коју истовремено важи:\[ EF = EF_1 \quad \text{и} \quad \angle FEF_1 = \alpha \ \text{(са тачном оријентацијом)}. \]Конструкција мора да обезбеди баш та два услова.

Кораци конструкције

1) Нацртамо произвољну дуж \( EF \) (нпр. \( EF = 5\ \text{cm} \); дужина не утиче на поступак).2) У тачку \( E \) поставимо угломер и од полуправе \( EF \) нанесемо угао од \( 75^\circ \), обрћући полуправу у смеру казаљке на сату. Добијену полуправу означимо са \( Et \). Тада је \( \angle FEt = 75^\circ \).3) Шестаром узмемо растојање \( EF \) и, из центра \( E \), тим отвором пресечемо полуправу \( Et \). Пресечна тачка је тражена тачка \( F_1 \).

Провера

По конструкцији је \( EF_1 = EF \) (исти отвор шестара) и \( \angle FEF_1 = 75^\circ \) у смеру казаљке на сату, што су тачно оба услова из дефиниције.Тачке \( F \) и \( F_1 \) леже на истом кругу са центром \( E \) и полупречником \( EF \); лук \( FF_1 \) одговара централном углу од \( 75^\circ \). Центар ротације \( E \) слика се у самог себе, тј. \( E_1 = E \).Пошто је \( 75^\circ \) мање од опруженог угла, тачка \( F_1 \) остаје са оне стране праве \( EF \) у коју смо окренули полуправу — испод праве \( EF \) ако је \( F \) био десно од \( E \).Задатак је конструктивни, па је решење сама слика; описани поступак у потпуности је одређује.

Кратак запис решења:

\( F_1 \) је тачка полуправе \( Et \), где је \( \angle FEt = 75^\circ \) у смеру казаљке на сату, за коју је \( EF_1 = EF \).

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: