Корице уџбеника

V.8. Ротација

Изабери решење задатка:

Задатак 2

Кратко решење

Ротација чува растојање од \(O\). У \(ABC\): \(C\) најближе, \(A\) најдаље. Позитиван смер (супротно казаљки) даје десни троугао \(C\to I, B\to H, A\to G\); негативан смер даје леви троугао \(C\to F, B\to E, A\to D\). Дакле а) \( \triangle GHI \); б) \( \triangle DEF \).

Детаљно решење

На слици 8.11 центар ротације је тачка \(O\), а полазни троугао је тамномагента троугао \(ABC\) (теме \(A\) доле лево, \(B\) доле у средини, \(C\) при врху близу \(O\)). Око \(O\) су нацртана још два троугла: светлоружичасти лево (темена \(D, E, F\)) и светлоружичасти десно (темена \(G, H, I\)). Означена су два угла од \(45^\circ\): један с леве стране полураве \(OC\) и један с десне стране. Ротација чува растојање од центра, па темена пресликавамо тако што упарујемо она која су на истом растојању од \(O\):
  • У троуглу \(ABC\): \(OC\) је најмање, \(OB\) средње, \(OA\) највеће растојање.
  • Десни троугао: \(OI\) најмање, \(OH\) средње, \(OG\) највеће \(\Rightarrow C\to I,\ B\to H,\ A\to G\).
  • Леви троугао: \(OF\) најмање, \(OE\) средње, \(OD\) највеће \(\Rightarrow C\to F,\ B\to E,\ A\to D\).
Мерењем углова које полураве \(OA, OB, OC\) заклапају потврђује се да је десни троугао добијен обртањем за \(+45^\circ\) у смеру супротном кретању казаљке на часовнику (позитиван смер), а леви троугао обртањем за \(45^\circ\) у смеру казаљке (негативан смер). Зато: а) у позитивном смеру за \(\alpha = 45^\circ\) троугао \(ABC\) се пресликава у троугао \( \triangle GHI \) (\(A\to G,\ B\to H,\ C\to I\)); б) у негативном смеру за \(\alpha = 45^\circ\) троугао \(ABC\) се пресликава у троугао \( \triangle DEF \) (\(A\to D,\ B\to E,\ C\to F\)).

Кратак запис решења:

а) \( \triangle GHI \); б) \( \triangle DEF \)

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: