Что такое движение в геометрии

Движение в геометрии

Что такое движение в геометрии

Движение — это отображение плоскости на себя, при котором сохраняются расстояния между точками.

Если две фигуры совместить (наложить) друг с другом посредством движения, то эти фигуры одинаковы, равны.

Одно из таких движений — осевая симметрия. Каждой точке в плоскости по определенному закону ставится в соответствие другая точка той же плоскости.

Таким образом, любая точка M плоскости соединена с одной точкой M1 плоскости.

Осевая симметрия это частный случай так называемой плоскости самокопирования.

Чтобы отобразить формы симметрично относительно прямой, достаточно отобразить соответствующие вершины.

Другим частным случаем отображения плоскости на себя является центральная симметрия.
Точка плоскости M переходит в точку плоскости M1 по следующему закону:

M1 ставится в соответствие точке M.
Чтобы отобразить фигуры в симметрии относительно точки, достаточно отобразить соответственные вершины.

Оба представленных примера отображений обладают следующими свойствами:

Особенности движения в геометрии

Докажите равенство прямоугольных треугольников MNK и M1N1K1. В этих треугольниках интересующими нас длинами являются гипотенузы, а это означает, что необходимо доказать равенство катетов.

MK = M1K1 в виде двух прямоугольников на параллельных прямых.

Это означает, что треугольники одинаковы в двух катетах, следовательно, их гипотенузы также совпадают, то есть MN = M1N1, что необходимо было доказать.

Докажем теперь, что центральная симметрия также является движением. Дополним точкой N и точкой N1, в которую отобразится первая точка при центральной симметрии (см. рис.).

Для этого построим отрезок ON и его продолжение — отрезок ON1, получим точку N1. При этом ON1 = ON. Необходимо доказать, что MN = M1N1

Основные сведения о движении в геометрии и пример

Рассмотрим какую-нибудь фигуру, например, треугольник и обсудим, что с ним будет происходить при различных отображениях плоскости на себя.

Если это будет произвольное отображение, где точки меняют свое местоположение случайным образом, то наш треугольник просто «разорвет» на бесконечное количество частей и раскидает по разным местам плоскости.

Движением имеет смысл называть такое отображение, когда наш треугольник окажется в другом месте, возможно, изменив свою ориентацию, но останется единым целым — тем же самым треугольником, что и раньше.

Наверное, так и можно было бы определить движение: отображение плоскости на себя, при которой любая фигура переходит в ей равную.

Если мы представим самолет как бесконечный лист бумаги, то наше требование движения (оставить любую часть листа нетронутой) приводит к тому, что движение в целом должно сохранять целостность всего листа. На самом деле, вы мало что можете сделать с листом, чтобы выполнить условие: сдвинуть его вдоль плоскости в любом направлении;

Источник

Движение (геометрия)

Термин «изометрия» более распространён в метрической геометрии, в частности в римановой геометрии. Термин «движение» более распространён в евклидовой геометрии и смежных областях.

В евклидовом (или псевдоевклидовом) пространстве изометрия автоматически сохраняет также углы, то есть сохраняются полностью все скалярные произведения.

В этой статье ниже подразумевается евклидово пространство, а в общем случае метрического пространства (например, для неплоского риманова многообразия) движения могут существовать далеко не всегда.

Содержание

Виды изометрии

На плоскости

В трёхмерном пространстве

В n-мерном пространстве

В свою очередь ортогональные преобразования могут быть представлены как композиции (собственных) вращений и зеркальных отражений.

Общие свойства изометрии

Движения как композиции симметрий

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Так, параллельный перенос и поворот — композиции двух отражений, скользящее отражение и зеркальный поворот — трёх, винтовое наложение — четырёх.

Полезное

Смотреть что такое «Движение (геометрия)» в других словарях:

Движение (в геометрии) — Движение в геометрии, преобразования пространства, сохраняющие свойства фигур (размеры, форму и др. ) Понятие Д. сформировалось путем абстракции реальных перемещении твердых тел. Д. евклидова пространства геометрическое преобразование… … Большая советская энциклопедия

Движение — I Движение способ существования материи, важнейший её атрибут; в самом общем виде Д. «. это изменение вообще» (см. Ф. Энгельс, в книге: Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 20, с. 563), всякое Взаимодействие материальных объектов.… … Большая советская энциклопедия

Движение Нью-Эйдж — Это статья о группе общественных движений. О музыкальном стиле см. статью Музыка нью эйдж Нью эйдж (англ. New Age, буквально «новая эра») общее название совокупности различных оккультно мистических течений (движений). Также называется движением… … Википедия

Движение новой эры — Это статья о группе общественных движений. О музыкальном стиле см. статью Музыка нью эйдж Нью эйдж (англ. New Age, буквально «новая эра») общее название совокупности различных оккультно мистических течений (движений). Также называется движением… … Википедия

ДВИЖЕНИЕ — преобразование пространства, сохраняющее геометрич. свойства фигур (размеры, форму и др.). Понятие Д. сформировалось путем абстракции реальных перемещений твердых тел в евклидовом пространстве. Д. принимается иногда в качестве основного понятия… … Математическая энциклопедия

Евклидова геометрия — геометрия, систематическое построение которой было впервые дано в 3 в. до н. э. Евклидом. Система аксиом Е. г. опирается на следующие основные понятия: точка, прямая, плоскость, движение и следующие отношения: «точка лежит на прямой на… … Большая советская энциклопедия

НЕЕВКЛИДОВА ГЕОМЕТРИЯ — геометрия, сходная с геометрией Евклида в том, что в ней определено движение фигур, но отличающаяся от евклидовой геометрии тем, что один из пяти ее постулатов (второй или пятый) заменен его отрицанием. Отрицание одного из евклидовых постулатов… … Энциклопедия Кольера

КОНФОРМНАЯ ГЕОМЕТРИЯ — раздел геометрии, в к ром изучаются свойства фигур, неизменные при конформных преобразованиях. Основным инвариантом К. г. является угол между направлениями. К. г. это геометрия, определенная в евклидовом пространстве, дополненном одной бесконечно … Математическая энциклопедия

Механическое движение — Механическим движением тела называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени. При этом тела взаимодействуют по законам механики. Раздел механики, описывающий геометрические свойства движения без учёта… … Википедия

Источник

Геометрия 9 класс. Движение. Виды движения.

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Описание презентации по отдельным слайдам:

Движение. Виды движения. Движение плоскости – это отображение плоскости на себя, сохраняющее расстояния. Виды движения: 1. Симметрия: ─ осевая, ─ центральная, ─ зеркальная. ─ скользящая. 2. Параллельный перенос: 3. Поворот.

Осевая симметрия в природе

Осевая симметрия в искусстве

Осевая симметрия в фигурах

ЦЕНТРАЛЬНАЯ СИММЕТРИЯ Преобразование, переводящее каждую точку А фигуры в точку А, симметричную ей относительно центра О, называется преобразованием центральной симметрии или просто центральной симметрией.

Примеры центральной симметрии

Подобие – это отображение плоскости на себя, которое не является движением.

ЗЕРКАЛЬНАЯ СИММЕТРИЯ Зеркало не просто копирует объект, а меняет местами (переставляет) передние и задние по отношению к зеркалу части объекта. Зеркальный двойник оказывается «вывернутым» вдоль направления перпендикулярного к плоскости зеркала.

Параллельный перенос Преобразование, при котором каждая точка фигуры перемещается в одном и том же направлении на одно и то же расстояние, называется параллельным переносом.

СКОЛЬЗЯЩАЯ СИММЕТРИЯ Скользящей симметрией называется такое преобразование, при котором последовательно выполняются осевая симметрия и параллельный перенос.

Определите виды движения 1 2 3 4 5 7 6 8 9 10 11

Угол поворота 600 М О М1

О В А В1 А1 Угол поворота 1200

При повороте многоугольника надо повернуть каждую его вершину.

O Центр поворота фигуры может быть во внутренней области фигуры и во внешней…

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Курс повышения квалификации

Методика обучения математике в основной и средней школе в условиях реализации ФГОС ОО

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Курс профессиональной переподготовки

Математика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Номер материала: ДВ-523836

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

В Минпросвещения рассказали о формате обучения школьников после праздников

Время чтения: 1 минута

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

В Думу внесли законопроект об обязательном образовании для находящихся в СИЗО подростков

Время чтения: 2 минуты

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Российские юниоры завоевали 6 медалей на Международной научной олимпиаде

Время чтения: 2 минуты

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Поставщики интернета для школ будут работать с российским оборудованием

Время чтения: 1 минута

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Что такое движение в геометрии. Смотреть фото Что такое движение в геометрии. Смотреть картинку Что такое движение в геометрии. Картинка про Что такое движение в геометрии. Фото Что такое движение в геометрии

Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Геометрия

А Вы уже инвестируете?
Слышали про акцию в подарок?

Зарегистрируйся по этой ссылке
и получи акцию до 100.000 руб

План урока:

Отображение плоскости на себя

Пусть есть некоторое правило, которое устанавливает для каждой точки плоскости какую-нибудь точку этой же плоскости. Подобное правило именуют отображением плоскости на себя.

Лучше всего пояснить это понятие на конкретных примерах. Так, уже изученная нами ранее осевая симметрия может считаться отображением плоскости на себя. Проведем на плоскости прямую m, которая сыграет роль оси симметрии. Далее отметим несколько произвольно выбранных точек А, В, С, D:

Для каждой из отмеченных точек несложно определить точку, симметричную ей относительно оси симметрии. Чтобы сделать это, надо опустить из точек перпендикуляры АА’, ВВ’, СС’на прямую m, а потом на продолжении этих перпендикуляров отложить отрезки А’A’’, B’B’’, C’C’’ так, чтобы выполнялись равенства:

Тогда точки А и А’’, В и В’’, С и С’’ будут симметричны относительно m. Можно сказать, что точки А, В и С отобразились соответственно в точки А’’, В’’, С’’:

Обратите внимание на точку D, которая непосредственно лежит на m. Для нее не получится выполнить такое же построение, как для А, В и C, однако считается, что она симметрична сама себе. Поэтому можно сказать, что точка D преобразуется в точку D’’, которая совпадает с самой D. То есть точка отобразилась сама на себя.

Таким образом, любую точку можно отобразить симметрично относительно произвольной прямой m, и такое отображение как раз является примером отображения плоскости на себя.

В качестве ещё одного примера можно привести центральную симметрию. Отметим на плоскости произвольную точку О, которая будет центром симметрии, а также некоторые точки А, В, С. Отобразим их симметрично относительно О. Для этого надо просто построить прямые АО, ВО и СО, а потом от О отложить на этих прямых отрезки А’О, В’O, C’O:

Можно сказать, что А, В и С отобразились в точки А’, В’ и C’. Если бы мы захотели отобразить с помощью центральной симметрии саму точку О, то она отобразилась бы сама в себя. Таким образом, центральная симметрия также представляет собой отображение плоскости на себя, так как с помощью описанного алгоритма можно найти отображение любой точки на плоскости.

Важно понимать, что бывают отображения плоскости, которые вовсе не являются симметриями. Например, снова возьмем точку О ещё три точки А, В, С. Снова построим прямые АО, ВО и СО, но теперь уже от самих точек А, В и С отложим отрезки, равные АО, ВО и СО, и обозначим их как АА’, ВВ’ и CС’:

В результате наших действий мы снова каждой точке А, В, С поставили в соответствие точку А’, В’, С’. То есть имеет место отображение плоскости. Такое преобразование называется гомотетией (точнее говоря, это частный случай гомотетии), и оно симметрией не является.

Все три описанных примера отображений плоскости на себя объединяет то, что они содержат описание правила (алгоритма), по которому произвольной точке А может быть поставлена в соответствие какая-то произвольная точка А’. При этом точку А’ называют отображением, или образом точки А. В свою очередь А можно назвать прообразом точки А’. Ещё раз отметим, что допускается ситуация, когда точки А и А’ совпадают. Попробуйте сами придумать ещё несколько алгоритмов, которые представляют собой отображения плоскости.

Понятие движения в геометрии

Среди всех отображений плоскости в особую группу объединяют те преобразования, при которых не изменяется расстояние между отображаемыми точками. Эти отображения именуются движениями. Также используются термины перемещение и изометрия.

Центральная и осевая симметрия– это как раз примеры движений. Докажем это для осевой симметрии. Рассмотрим две точки А и В, расположенные так, как это показано на рисунке, а также ось симметрии m. Отобразим А и В относительно mпо правилам осевой симметрии:

Здесь Н и К – это точки прямой m, на которые упали перпендикуляры, опущенные из А и В. Проведем отрезки НВ и НВ’. Теперь исследуем ∆KBH и ∆KB’H. Они оба являются прямоугольными, у них один катет общий (HK), а вторые катеты равны по свойству осевой симметрии. Из этого вытекает равенство ∆KBH и ∆KB’H, а это значит, что

Далее рассмотрим ∆АВН и ∆А’B’H. Только что мы выяснили, что у них есть одинаковые углы ∠BHA и ∠B’HA’. Прилегающие к ним стороны также одинаковы:

Надо отметить, что приведенное доказательство не является полным, так как рассматривает один случай расположения точек А и В. Возможны ещё как минимум 6 случаев расположения А и В:

В рамках полного доказательства следовало бы полностью рассмотреть каждый из этих случаев и для каждого из них доказать равенство

но мы не будем тратить на это время, можете попробовать самостоятельно сделать это.

Далее проанализируем центральную симметрию, она также представляет собой движения. Отобразим точки А и В в образы А’и В’ относительного произвольного центра симметрии О:

Сравним ∆АОВ и А’OB’. У них одинаковы∠АОВ и ∠А’ОВ’, так как они – вертикальные. По свойству центральной симметрии можно записать, что

Надо понимать, что не всякое отображение плоскости представляет собой движение. Например, рассмотренная нами гомотетия изменяет расстояния между точками, а потому она не относится к движениям.

Свойства движения

При движении, как и при любом отображении, можно отображать не только отдельные точки, но и их множества, то есть геометрические фигуры. Сформулируем важную теорему:

Действительно, пусть есть отрезок MN, все точки которого мы отобразили с помощью движения. Произвольную точку отрезка MN обозначим как Р. После отображения мы получим точки M’, N’ и Р’. Соединим М’ и N’ и получим отрезок M’N’.Докажем, что Р’ принадлежать отрезку M’N’.

Р лежит на NP, поэтому справедливо равенство:

Заметим, что это равенство как раз может выполняться только в случае, если Р’ принадлежит M’N’. Действительно, если Р’ не лежит на M’N’, то существует ∆M’N’P’, для которого, в силу неравенства треугольника, можно записать

Итак, мы показали, что всякая точка Р исходного отрезка MN обязательно будет отображаться на отрезок M’N’. Однако этого мало. Вдруг на M’N’ есть такая точка Р’, что ее прообраз не лежит на исходном отрезке MN?Для того, чтобы опровергнуть такую возможность, надо рассуждать в «обратную сторону». Для Р’, лежащей на M’N’, выполняется равенство

Такое равенство означает, что Р лежит на MN. В итоге мы смогли показать, что отрезок MN отображается именно в отрезок M’N’.

Доказанное нами свойство позволяет доказать следующий факт:

В результате отрезки АВ, АС, и ВС отобразятся в равные им отрезки А’B’, А’С’ и B’C’. Но тогда ∆АВС и ∆А’В’С’ будут равны, ведь у них одинаковы все 3 стороны, ч. т. д.

Из этого факта легко показать, что при движении остаются неизменными не только расстояния, но и углы. Пусть есть некоторый ∠А. Отметим на его сторонах точки В и C, в результате получим ∆АВС (если только ∠А не является развернутым). При движении ∆АВС отобразится в равный ему ∆А’В’С’. Из равенства треугольников вытекает и равенство углов:

Аналогичными рассуждениями можно продемонстрировать, что вообще любая фигура, изученная нами в курсе геометрии (прямая, луч, многоугольник, окружность) будет отображаться в равную ей фигуру.

Более того, если между двумя фигурами есть некоторая взаимосвязь, то она сохраняется после движения. Например, при движении две параллельные прямые отображаются в две другие параллельные прямые, и расстояние между ними не меняется. Если движению подвергают окружность и прямую, являющуюся касательной к ней, то в результате получают новую окружность и прямую, причем прямая останется касательной к окружности.

Параллельный перенос

Мы уже изучили два вида движения – осевую и центральную симметрию. Однако есть ещё несколько видов движений. Один из них именуется параллельным переносом. Для выполнения параллельного переноса необходимо предварительно задать некоторый вектор а. При параллельном переносе точки М она отображается в точку M’ так, что вектор MM’ оказывается равным а. Переносить можно сразу множество точек.

Докажем, что параллельный перенос действительно представляет собой движение. Для этого надо всего лишь продемонстрировать, что при нем расстояние между двумя произвольными точками не меняется. Пусть в результате параллельного переноса на вектор а некоторые точки M и N отобразились в M’ и N’ соответственно:

Рассмотрим получившийся четырехугольник NMM’N’. Две его стороны, MM’ и NN’, параллельны и имеют одинаковую длину, так являются равными векторами. Это значит, что NMM’N’ – это параллелограмм (согласно одному из признаков параллелограмма). Но тогда и две другие стороны NMM’N’, то есть MN и M’N’, также одинаковы, ч. т. д.

Примечание. Возможен частный случай, когда отрезок MN параллелен вектору а. В этом частном случае построить параллелограмм не удастся, но вы можете убедиться самостоятельно, что и в этом случае расстояние между M и N не изменяется.

Параллельный перенос может быть использован при решении ряда задач, в том числе и связанных с построением.

Задание. Даны две непересекающиеся окружности с различными радиусами. Постройте общие внешние касательные к этим окружностям.

Решение. Предположим, что нам удалось построить обе внешние касательные. Обозначим точки касания как К, Р, M и N:

Теперь осуществим параллельный перенос касательных. Касательную КР перенесем на вектор КО1, а MN – на вектор MО1. В результате точки K и M отобразятся в О1, а точки Р и N – в точки Р’ и N’:

Так как при движении углы сохраняются, то прямые О1Р’ и О2N’ останутся перпендикулярными радиусам О2Р и О2N. Значит, если построить окружность с радиусом О2Р’ (а его величина равна R – r), то для нее эти прямые останутся касательными. Отсюда легко понять алгоритм построения внешних касательных. Сначала надо построить отрезок длиной R– r (на рисунке показан зеленым цветом):

Далее из О2 проводим окружность с радиусом R– r:

Теперь из точки О1 проводим касательные к новой окружности. Построение таких касательных – отдельная геометрическая задача, изучаемая ещё в 8 классе. В результате мы сможем найти точки касания Р’ и N’:

Далее надо найти осуществить параллельный перенос касательных. Для этого продолжаем радиусы О2Р’ и О2N’, пока они не пересекутся с большей окружностью в точках Р и N соответственно. Чтобы найти точки касания меньшей окружности, надо просто провести перпендикуляры к касательным:

Поворот

Ещё одно движение, используемое в планиметрии – это поворот. Для того, чтобы его совершить, необходимо указать центр поворота и выбрать угол поворота, а также задать направление вращение. На следующем рисунке показан поворот точки М относительно О на угол 45° по часовой стрелке:

В общем случае поворот относительно точки О на некоторый угол α– это такое отображение, при котором произвольная точка М преобразуется в М’, и при этом выполняется два равенства:

Поворачивать можно не только точки, но и целые фигуры. Например, ниже продемонстрирован поворот треугольника:

Докажем, что поворот действительно является движением, то есть при его применении расстояния не искажаются. Пусть точки M и N поворачиваются на угол α относительно точки О:

Тогда по определению поворота можно записать:

Использование движения в задачах

Мы уже рассмотрели одну задачу на построение, в которой применялся параллельный перенос прямой. Однако чаще в задачах используется поворот, а также различные виды симметрии.

Задание. Точки А и В лежат по одну сторону от прямой m. Как, используя только циркуль и линейку, отметить на m такую точку C, что сумма длин отрезков АС и ВС будет минимально возможной?

Решение. Отобразим А симметрично относительно прямой m и получим точку А’. После этого соединим А’ с В. Отрезок пересечет m в точке, которая как раз и будет искомой точкой С:

Действительно, по свойству движения отрезки АС и А’С одинаковы, поэтому сумма длин АС и ВС будет совпадать с суммой А’С и ВС, то есть будет равна длине А’В. Если бы выбрали вместо С какую-нибудь другую точку К, не лежащую на А’В, то сумма длин А’K и ВК оказалась бы больше, чем длина А’В вследствие неравенства треугольника, записанного для ∆А’KB.

Задание. Петя и Ваня играют в игру. Они по очереди кладут одинаковые круглые фишки на прямоугольный стол. До тех пор, пока это возможно сделать. Если игрок не может сделать ход, то он проигрывает. Какова оптимальная стратегия в этой игре и кто, используя ее, выиграет игру?

Решение. Заметим, что прямоугольный стол обладает центральной симметрией относительно своего центра (центр прямоугольника можно определить как точку, в которой пересекаются его диагонали). Пусть первый игрок положит первую фишку ровно в центр стола:

Далее на любой второго игрока первый игрок может положить свою фишку симметрично относительно центра стола (число в центре круга – номер хода):

Получается, что на ход второго игрока первый всегда сможет ответить. То есть первый игрок никак не может проиграть, используя эту тактику. Так как игра когда-нибудь окончится (ведь свободная площадь на столе рано или поздно закончится), и она не может завершиться вничью, то именно первый игрок и выиграет.

Задание. Для произвольного ∆АВС отмечены точки А1, В1 и С1 так, что ∆А1ВС, ∆АВ1С и ∆АВС1 являются равносторонними, причем никакие из этих четырех треугольников не имеют общей площади (в таких случаях говорят, что треугольники построены внешним образом). Докажите, что отрезки АА1, ВВ1 и СС1 имеют одинаковую длину.

Решение. Напомним, что в равносторонних треугольниках все углы составляют по 60°. Выберем любую из вершин ∆АВС (например, С) и повернем отрезок АА1 на 60° против часовой стрелки. Тогда точка А1 отобразится в В, а точка А – в точку В1.

В итоге отрезок АА1 отобразился в отрезок ВВ1. Это значит, что они одинаковы. Аналогичным образом, осуществляя поворот вокруг вершины А, можно показать, что отрезок ВВ1 переходит в отрезок СС1, и потому они также одинаковы. Таким образом, все три отрезка имеют одну и ту же длину.

Задание. В ∆АВС проведена медиана СМ. На стороне АС внешним образом построен квадрат АСDE, а на стороне ВС – квадрат ВСKF (также внешним образом). Докажите, что СМ вдвое короче KD, и СМ перпендикулярен KD.

Решение. Повернем ∆АВС на 90° против часовой стрелки вокруг точки С вместе с медианой СМ. Тогда точка А перейдет в точку D, а М и B отобразятся в некоторые точки M’ и B’ соответственно:

Заметим, что ∠ВСК – прямой, так как это угол квадрата. ∠ВСВ’ также прямой, ведь поворот мы осуществили как раз на 90°. Тогда ∠В’СКокажется развернутым:

Это значит, что точки В’, С и К лежат на одной прямой. Отрезки ВС и СК одинаковы как стороны квадрата, а отрезок В’С имеет ту же длину, что и ВС (так как он получен поворотом ВС, а при повороте расстояния не искажаются). Тогда можно записать, что

то есть отрезки СК и В’C также одинаковы. Это означает, что С – середина В’К.

М – это середина АВ (по определению медианы), поэтому и при повороте М’ останется серединой В’D. Получается, что отрезок СМ’ соединяет середины сторон В’К и В’D в ∆В’KD, то есть отрезок СМ’ является средней линией. Отсюда сразу вытекает два факта:

1) М’C вдвое короче КD;

2) М’C параллелен KD.

Ясно, что отрезки МС и М’C одинаковы по определению движения, поэтому МС также будет в 2 раза короче KD:

Отрезки МС и М’C перпендикулярны, ведь поворот мы выполнили на 90°. Но тогда МС также будет перпендикулярен и КD, ведь KD и М’C параллельны, ч. т. д.

Сегодня мы познакомились с понятием отображения плоскости на себя и его частным случаем – движением. При движении сохраняются все расстояния между точками, все углы, формы фигур и все соотношения между геометрическими объектами. Это свойство движения позволяет находить краткие решения весьма сложных геометрических задач.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *