Изабери решење задатка:

Задатак 4

Кратко решење

а)
\( S(3, 1) \), \( \alpha = -90^\circ \) \( A(2, 1) \implies \vec{SA} = (-1, 0) \implies \vec{SA_1} = (0, 1) \implies A_1(3, 2) \) \( B(3, 2) \implies \vec{SB} = (0, 1) \implies \vec{SB_1} = (1, 0) \implies B_1(4, 1) \)
б)
\( AB = \sqrt{(3 - 2)^2 + (2 - 1)^2} = \sqrt{1^2 + 1^2} = \sqrt{1 + 1} = \sqrt{2} \) \( A_1B_1 = AB = \sqrt{2} \)

Детаљно решење

а)

Корак 1: Одређивање координата тачке \( A_1 \)

Центар ротације је тачка \( S(3, 1) \). Ротација се врши за угао \( \alpha = 90^\circ \) у негативном смеру (у смеру казаљке на сату). Тачка \( A \) има координате \( (2, 1) \). Приметимо да тачка \( A \) лежи на истој хоризонталној правој као и центар \( S \), јер обе имају \( y \)-координату једнаку \( 1 \). Растојање између тачака \( S \) и \( A \) износи: \[ SA = 3 - 2 = 1 \] Тачка \( A \) се налази за \( 1 \) јединицу улево од тачке \( S \). Ротацијом дужи \( SA \) за \( 90^\circ \) у смеру казаљке на сату око тачке \( S \), хоризонтални правац прелази у вертикални правац нагоре: \[ x_{A_1} = 3 \] \[ y_{A_1} = 1 + 1 = 2 \] Дакле, координате тачке \( A_1 \) су \( (3, 2) \).

Корак 2: Одређивање координата тачке \( B_1 \)

Тачка \( B \) има координате \( (3, 2) \). Приметимо да тачка \( B \) лежи на истој вертикалној правој као и центар \( S \), јер обе имају \( x \)-координату једнаку \( 3 \). Растојање између тачака \( S \) и \( B \) износи: \[ SB = 2 - 1 = 1 \] Тачка \( B \) се налази за \( 1 \) јединицу изнад тачке \( S \). Ротацијом дужи \( SB \) за \( 90^\circ \) у смеру казаљке на сату око тачке \( S \), вертикални правац прелази у хоризонтални правац удесно: \[ x_{B_1} = 3 + 1 = 4 \] \[ y_{B_1} = 1 \] Дакле, координате тачке \( B_1 \) су \( (4, 1) \).

б)

Корак 1: Израчунавање дужине дужи \( AB \)

Растојање између тачака \( A(2, 1) \) и \( B(3, 2) \) рачунамо применом Питагорине теореме на правоугли троугао чије су катете паралелне координатним осама: \[ AB = \sqrt{(x_B - x_A)^2 + (y_B - y_A)^2} \] \[ AB = \sqrt{(3 - 2)^2 + (2 - 1)^2} = \sqrt{1^2 + 1^2} = \sqrt{1 + 1} = \sqrt{2} \]

Корак 2: Израчунавање дужине дужи \( A_1B_1 \)

Пошто је ротација изометријска трансформација (изометрија), она чува растојање између тачака: \[ A_1B_1 = AB = \sqrt{2} \]

Кратак запис решења:

а)

\( A_1(3, 2) \), \( B_1(4, 1) \)

б)

\( AB = \sqrt{(3 - 2)^2 + (2 - 1)^2} = \sqrt{1 + 1} = \sqrt{2} \) \( A_1B_1 = AB = \sqrt{2} \)

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: