Корице уџбеника

V.8. Ротација

Изабери решење задатка:

Задатак 3

Кратко решење

\( AB = 3\text{ cm} \) \( O = A \) (центар ротације) \( \alpha = 75^\circ \) (позитиван смер) \( A \rightarrow A_1 \Rightarrow A_1 = A \) \( B \rightarrow B_1 \Rightarrow AB = AB_1 = 3\text{ cm} \wedge \measuredangle BAB_1 = 75^\circ \) Конструкција: 1. \( AB = 3\text{ cm} \) 2. \( p = [A, B) \) (почетни крак) 3. Конструкција угла \( 75^\circ = 60^\circ + (90^\circ - 60^\circ) : 2 \) 4. \( q = \) крак угла \( \alpha \) из темена \( A \) у позитивном смеру 5. \( k(A, AB) \cap q = \{B_1\} \) 6. Дуж \( AB_1 \) је тражена дуж \( A_1B_1 \) Упутство за цртање:
1. Нацртати хоризонталну дуж AB дужине 3 cm.
2. Поставити иглу шестара у тачку A и нацртати кружни лук који пролази кроз тачку B у смеру супротном од казаљке на сату.
3. У темену A конструисати угао од 75 степени (као збир углова од 60 и 15 степени или 90 и -15 степени) тако да један крак буде полуправа AB.
4. Пресек конструисаног крака угла и кружног лука обележити као тачку B1.
5. Подебљати дуж AB1, која представља тражену дуж A1B1.

Детаљно решење

Анализа

Да бисмо конструисали слику дужи \( AB \) при ротацији око једне њене тачке (у овом случају центра \( A \)), потребно је одредити слике њених крајњих тачака. Пошто је тачка \( A \) центар ротације, она се пресликава у саму себе, што значи да је \( A_1 = A \). Дакле, довољно је конструисати само слику тачке \( B \), коју ћемо обележити са \( B_1 \). За тачку \( B_1 \) мора да важи: 1. Растојање од центра ротације остаје исто: \( AB_1 = AB = 3\text{ cm} \). 2. Угао \( \measuredangle BAB_1 \) мора бити једнак задатом углу ротације \( \alpha = 75^\circ \). 3. Смер ротације је позитиван, што значи да се угао гради у смеру супротном од кретања казаљке на сату.
Упутство за цртање: 1. Нацртати хоризонталну дуж AB дужине 3 cm. 2. Поставити иглу шестара у тачку A и нацртати кружни лук који пролази кроз тачку B у смеру супротном од казаљке на сату. 3. У темену A конструисати угао од 75 степени (као збир углова од 60 и 15 степени или 90 и -15 степени) тако да један крак буде полуправа AB. 4. Пресек конструисаног крака угла и кружног лука обележити као тачку B1. 5. Подебљати дуж AB1, која представља тражену дуж A1B1.

Конструкција

1. Цртамо дуж \( AB = 3\text{ cm} \). 2. Пошто је \( A \) центар ротације, тачка \( A \) се пресликава у \( A_1 \), па је \( A_1 = A \). 3. Конструишемо помоћни угао \( \alpha = 75^\circ \). Овај угао конструишемо тако што прво конструишемо угао од \( 90^\circ \), затим угао од \( 60^\circ \), па симетралом угла између \( 60^\circ \) и \( 90^\circ \) (што је \( 30^\circ \)) добијамо додатак од \( 15^\circ \). Тако је \( 60^\circ + 15^\circ = 75^\circ \). 4. Преносимо овај угао тако да му је теме у тачки \( A \), а један крак полуправа \( AB \). Угао цртамо у позитивном смеру (нагоре/супротно од казаљке на сату). 5. Шестаром измеримо дужину дужи \( AB \), поставимо иглу у тачку \( A \) и пренесемо ту дужину на други крак угла. Тако добијамо тачку \( B_1 \). 6. Дуж \( A_1B_1 \) (односно \( AB_1 \)) је тражена слика дужи \( AB \).

Кратак запис решења:

\( AB = 3\text{ cm} \), \( \alpha = +75^\circ \), \( A_1 = A \). 1. Нацртати \( AB = 3\text{ cm} \). 2. Конструисати \( \measuredangle BAB_1 = 75^\circ \) (позитиван смер). 3. Шестаром пренети \( AB_1 = AB = 3\text{ cm} \). 4. Тражена дуж је \( AB_1 \).

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: