16. tétel Egybevágósági transzformációk. Konvex sokszögek tulajdonságai, szimmetrikus sokszögek

Hasonló dokumentumok
Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Geometria III.

Egybevágósági transzformációk. A geometriai transzformációk olyan függvények, amelyek ponthoz pontot rendelnek hozzá.

Geometria 1 összefoglalás o konvex szögek

2. ELŐADÁS. Transzformációk Egyszerű alakzatok

Geometria. a. Alapfogalmak: pont, egyenes, vonal, sík, tér (Az alapfogalamakat nem definiáljuk)

Feladatok Házi feladat. Keszeg Attila

EGYBEVÁGÓSÁGI TRANSZFORMÁCIÓK TENGELYES TÜKRÖZÉS

Geometria 1, normálszint

Egybevágósági transzformációk

Geometriai alapfogalmak

Síkgeometria. Ponthalmazok

Bevezetés a síkgeometriába

3. tétel Térelemek távolsága és szöge. Nevezetes ponthalmazok a síkon és a térben.

Lehet hogy igaz, de nem biztos. Biztosan igaz. Lehetetlen. A paralelogrammának van szimmetria-középpontja. b) A trapéznak két szimmetriatengelye van.

Síkgeometria 12. évfolyam. Szögek, szögpárok és fajtáik

Egyenes mert nincs se kezdő se végpontja

Koordináta-geometria feladatok (emelt szint)

Háromszögek, négyszögek, sokszögek 9. évfolyam

Helyvektorok, műveletek, vektorok a koordináta-rendszerben

10. Tétel Háromszög. Elnevezések: Háromszög Kerülete: a + b + c Területe: (a * m a )/2; (b * m b )/2; (c * m c )/2

Geometriai feladatok, 9. évfolyam

Egybevágóság szerkesztések

Nagy András. Feladatok a koordináta-geometria, egyenesek témaköréhez 11. osztály 2010.

Geometriai transzformációk

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

I. A geometriai transzformáció fogalma

Matematika pótvizsga témakörök 9. V

MATEMATIKA TANMENET SZAKKÖZÉPISKOLA 11B OSZTÁLY HETI 4 ÓRA 37 HÉT/ ÖSSZ 148 ÓRA

MATEMATIKA TANMENET SZAKKÖZÉPISKOLA 10.B OSZTÁLY HETI 4 ÓRA 37 HÉT/ ÖSSZ 148 ÓRA

A GEOMETRIA TÉMAKÖR FELOSZTÁSA. Síkgeometria Térgeometria Geometriai mérések Geometriai transzformációk Trigonometria Koordináta-geometria

Matematika 6. osztály Osztályozó vizsga

Programozási nyelvek 2. előadás

Geometria I. Szilágyi Ibolya. Matematika és Informatika Intézet EKF, Eger április 21.

54. Mit nevezünk rombusznak? A rombusz olyan négyszög,

Ismételjük a geometriát egy feladaton keresztül!

Fejezetek az euklideszi geometriából

Vektorok és koordinátageometria

Matematika 7. osztály

1. Középpontos tükrözés, középpontos szimmetria 146/1. a) 0; 3; 8; A;B;C; D; E;H; I; M; O; T; U; V; W; X; Y;Z. b) 0; H; I; N; O; S; X; Z

11. Geometriai transzformációk

Koordinátageometria. , azaz ( ) a B halmazt pontosan azok a pontok alkotják, amelynek koordinátáira:

Koordináta - geometria I.

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK EMELT SZINT Koordinátageometria

Érettségi feladatok: Síkgeometria 1/6

1. GONDOLKODÁSI MÓDSZEREK, HALMAZOK, KOMBINATORIKA, GRÁFOK

11. Geometriai transzformációk

Telepítő programok. Euklides 2.4 (Geometriai szerkesztőprogram) (A makrók megnyitásához szükséges!) Wingeom (Geometriai szerkesztőprogram)

Transzformációk síkon, térben

Geometriai transzformációk

15. modul: EGYBEVÁGÓSÁGI TRANSZFORMÁCIÓK

Az alapvetı tudnivalók jegyzéke matematikából 9. évf. Halmazok. Algebra és számelmélet

2004_02/10 Egy derékszögű trapéz alapjainak hossza a, illetve 2a. A rövidebb szára szintén a, a hosszabb b hosszúságú.

Középpontos hasonlóság szerkesztések

A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny MATEMATIKA II. KATEGÓRIA (GIMNÁZIUM)

Koordinátageometriai gyakorló feladatok I ( vektorok )

HASONLÓSÁGGAL KAPCSOLATOS FELADATOK. 5 cm 3 cm. 2,4 cm

Koordináta-geometria feladatgyűjtemény

GEOMETRIA. b a X O Y. A pótszögek olyan szögpárok, amelyek az összege 90. A szögek egymás pótszögei. b a

VEKTOROK. 1. B Legyen a( 3; 2; 4), b( 2; 1; 2), c(3; 4; 5), d(8; 5; 7). (a) 2a 4c + 6d [(30; 10; 30)]

GEOMETRIA 1, alapszint

Koordináta-geometria feladatgyűjtemény (A feladatok megoldásai a dokumentum végén találhatók)

1. Legyen egy háromszög három oldalának a hossza a, b, c. Bizonyítsuk be, hogy Mikor állhat fenn egyenlőség? Kántor Sándorné, Debrecen

MATEMATIKAI KOMPETENCIATERÜLET A

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉP SZINT Síkgeometria

Vektorgeometria (1) First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Függvény fogalma, jelölések 15

SZAKKÖZÉPISKOLA ÉRETTSÉGI VIZSGRA FELKÉSZÍTŐ KK/12. ÉVFOLYAM

ÍRÁSBELI BELSŐ VIZSGA MATEMATIKA 8. évfolyam reál tagozat Az írásbeli vizsga gyakorlati és elméleti feladatai a következő témakörökből származnak.

Matematika szóbeli érettségi témakörök 2017/2018-as tanév

Érettségi feladatok Koordinátageometria_rendszerezve / 5

Pótvizsga matematika 7. osztály (Iskola honlapján is megtalálható!) Tételek

EÖTVÖS LORÁND SZAKKÖZÉP- ÉS SZAKISKOLA TANÍTÁST SEGÍTŐ OKTATÁSI ANYAGOK MÉRÉS TANTÁRGY

P ÓTVIZSGA F ELKÉSZÍTŐ FÜZETEK UNIÓS RENDSZERŰ PÓTVIZSGÁHOZ. 9. osztályosoknak SZAKKÖZÉP

Érettségi feladatok: Koordináta-geometria 1/5

Gyakorló feladatok javítóvizsgára szakközépiskola matematika 9. évfolyam

MATEMATIKA TANMENET SZAKKÖZÉPISKOLA 9.A, 9.D. OSZTÁLY HETI 4 ÓRA 37 HÉT ÖSSZ: 148 ÓRA

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2011/2012 Matematika I. kategória (SZAKKÖZÉPISKOLA) 2. forduló - megoldások. 1 pont Ekkor

Síkbeli egyenesek. 2. Egy egyenes az x = 1 4t, y = 2 + t parméteres egyenletekkel adott. Határozzuk meg

Matematika osztályozó vizsga témakörei 9. évfolyam II. félév:

Racionális számok: Azok a számok, amelyek felírhatók két egész szám hányadosaként ( p q

SULINOVA PROGRAMTANTERVÉHEZ ILLESZKEDŐ TANMENET 9. ÉVFOLYAM SZÁMÁRA

Feladatok a májusi emelt szintű matematika érettségi példáihoz Hraskó András

I. Sokszögek és négyszögek

10. Koordinátageometria

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2010/2011-es tanév 1. forduló haladók III. kategória

Síkbeli egyenesek Egy egyenes az x = 1 4t, y = 2 + t parméteres egyenletekkel adott. Határozzuk meg

Koordináta-geometria II.

MATEMATIKA TANMENET. 9. osztály. 4 óra/hét. Budapest, szeptember

Matematika 9. matematika és fizika szakos középiskolai tanár. V. fejezet (kb. 24 tanóra) > o < október 18.

Koordináta-geometria feladatok (középszint)

1. Az ábrán látható táblázat minden kis négyzete 1 cm oldalhosszúságú. A kis négyzetek határvonalait akarjuk lefedni. Meg lehet-e ezt tenni

Matematika szóbeli érettségi témakörök 2016/2017-es tanév őszi vizsgaidőszak

Osztályozóvizsga-tematika 8. évfolyam Matematika

GEOMETRIAI TRANSZFORMÁCIÓ

Hasonlóság. kísérleti feladatgyűjtemény POKG osztályos matematika

2. tétel Egész számok - Műveletek egész számokkal. feleletvázlat

Számítógépes geometria

A kör. A kör egyenlete

, D(-1; 1). A B csúcs koordinátáit az y = + -. A trapéz BD

Átírás:

16. tétel Egybevágósági transzformációk. Konvex sokszögek tulajdonságai, szimmetrikus sokszögek EGYBEVÁGÓSÁGI TRANSZFORMÁCIÓK Geometriai transzformáció Def:Olyan speciális függvény, melynek értelmezési tartománya a sík vagy tér pontjainak halmaza és a sík vagy tér minden egyes pontjához a sík vagy tér valamely meghatározott pontját rendeli. Def:Egy geometriai transzformációt távolságtartónak nevezünk akkor, ha a sík vagy tér bármely 2 pontjára igaz, hogy távolságuk megegyezik képeik távolságával. A, B red A; B = d(a ; B ) Def:A sík és tér távolságtartó transzformációit egybevágósági transzformációknak nevezzük. (Egybevágósági transzformációk egymásutánjai is mindig egybevágósági transzformációk.) Tétel:Ha egy transzformáció távolságtartó képe ugyanakkora), és alakzattartó. szakasztartó, egyenestartó, szögtartó (szög és A SÍK NEVEZETES EGYBEVÁGÓSÁGI TRANSZFORMÁCIÓI 1. Tengelyes tükrözés Def: Adott a síkon egy t egyenes (ez a tükörtengely). A tengely bármely pontjának képe önmaga. A sík bármely, a tengelyre nem illeszkedő P pontjának képe az a P pont, amelyre a PP szakasz felezőmerőlegese a t tengely. Tételek: Tengelyes tükrözés tulajdonságai: a. rendelkezik az egybevágósági transzformáció tulajdonságaival szakasztartó, egyenestartó, szögtartó, és alakzattartó b. az alakzat körüljárási iránya megváltozik c. nem síkbeli mozgatás ez a transzformáció az alakzat és képe síkbeli mozgatásokkal nem hozható fedésbe de térbelivel igen d. fix pontok (def: olyan pont, aminek a képe önmaga) (csak) a tengely pontjai e. a tengely fix egyenes ( pont képe saját maga), a tengelyre merőleges egyenesek képe is önmaguk invariáns egyenesek, de pontjai nem fix pontok (csak a tengellyel való metszéspont) f. egyenes és képe a tengellyel ugyanakkora szöget zár be g. egyenestartó h. szakasztartó t e 1 e 2 1. oldal

2. Középpontos tükrözés Def: adott a síkon egy O pont (a tükrözés középpontja/centruma). Az O pont képe saját maga. A sík bármely más P pontjának képe az a P pont, amelyre PP szakasz felezőpontja O. Tételek: Középpontos tükrözés tulajdonságai: a. rendelkezik az egybevágósági transzformáció tulajdonságaival b. a körüljárási irányát megtartja c. síkbeli mozgatás d. fix pont: O (más nincs) e. invariáns egyenes minden O-n átmenő egyenes f. egyenes és képe párhuzamos ( csak a paralelogramma középpontosan szimmetrikus a négyszögek közül) 3. Eltolás Def: Adott a síkon egy v vektor. A sík bármely P pontjának képe az az egyetlen P pont, amelyre PP = v. Tételek: Eltolás tulajdonságai: a. rendelkezik az egybevágósági transzformációk tulajdonságaival b. a körüljárás iránya nem változik meg c. síkbeli mozgatás d. nincs fix pontja kivéve, ha v vektor nullvektor helybenhagyás (identitás) e. invariáns egyenes minden a v vektorral párhuzamos egyenes f. egyenes és képe párhuzamos 4. Elforgatás Def: Adott a síkon egy Opont(azelforgatás középpontja),és egy irányított szög (az elforgatás szöge). Az O pont képe saját maga, a sík bármely más P pontjához azt a P pontot rendeli hozzá, amelyred O; P = d(o; P )és POP = α (irányításuk is megegyezik). Tételek:Elforgatás tulajdonságai: a. rendelkezik az egybevágósági transzformáció tulajdonságaival b. a körüljárás iránya nem változik c. síkbeli mozgatás d. fix pont: O I. ha α = k 360 (k Z), akkor a transzformáció helybenhagyás, tehát minden pont fix pont e. fix egyenes általában nincs I. DE, ha α = k 360 (k Z), akkor a transzformáció helybenhagyás, tehát minden egyenes fix egyenes II. ha α = 180 + k 360 (k Z), akkor végeredményben középpontos tükrözésnek felel meg minden O-n átmenő egyenes fix/invariáns egyenes v 2. oldal

f. egyenes és képe (ebben a sorrendben) az elforgatás irányított szögét zárja be (ez nem feltétlenül a 2 egyenes hajlásszöge) 5. Csúsztatva tükrözés (ez nem anyag) A SÍK EGYBEVÁGÓSÁGI TRANSZFORMÁCIÓINAK EGYMÁSUTÁNJA A tengelyes tükrözés nem helyettesíthető a többi síkbeli transzformáció egymásutánjával, a másik 3 transzformáció viszont helyettesíthető két tengelyes tükrözés egymásutánjával. 1. Középpontos tükrözés A középpontos tükrözés helyettesíthető két, egymást merőlegesen metsző, vagy egymásra merőleges tengelyre való tükrözés egymásutánjával, ahol a tengelyek metszéspontja a középpontos tükrözés centruma (mindegy, hogy melyik tengelyre tükrözünk először). 2. Eltolás Az eltolás helyettesíthető két egymással párhuzamos, az eltolás irányára merőleges tengelyre való tükrözéssel, ahol a tengelyek távolsága az eltolás vektorának hosszának fele. Lényeges a tengelyek sorrendje, mert a vektor irányítása megfordul, ha fordítva tükrözzük. 3. Elforgatás Az elforgatás helyettesíthető 2 egymást metsző tengelyre való tükrözéssel, ahol a tengelyek metszéspontja az elforgatás középpontja és a tengelyek a tükrözés sorrendjében az elforgatás irányított szögének felét zárják egymást be egymással. (Ugyanarra a tengelyre való páros sok tükrözés az identitás, páratlan sokszor tükrözve az egyszeri tükrözés eredményét kapjuk.) EGYBEVÁGÓSÁG Def:2 alakzatot egybevágónak nevezünk, ha van olyan egybevágósági transzformáció, amelyik egyiket a másikba viszi. Tétel 1 :Sokszögek egybevágósága: 2 sokszög egybevágó, ha minden megfelelő oldaluk és minden megfelelő szögük egyenlő. Tétel 2 : Háromszögek egybevágósága: 2 háromszög egybevágó, ha: mindhárom oldala egyenlő 2 oldal és a közrezárt szög egyenlő 2 oldal és a nagyobbikkal szemközti szög egyenlő egy oldal és a rajta fekvő 2 szög egyenlő (( Röviden a térbeli egybevágóságról Az eltolás és a középpontos tükrözés lényegében ugyanúgy megvalósítható térben mint a síkban (de alakzat és képe nem feltétlenül lesznek egy síkban) térmozgások. A tengelyes tükrözésnek két megfelelője van a térben: síkra való tükrözés egyenesre való tükrözés (térmozgás) A pont körüli elforgatás nem értelmezett a térben. Viszont értelmezhető a tengely körüli forgatás (térmozgás). )) 3. oldal

KONVEX SOKSZÖGEK TULAJDONSÁGAI Tétel 1 :Konvex n szög (n 3) belső szögeinek összege: (n 2) 180. Bizonyítás: A 1 csúcsból húzzuk meg az összes átlót! Így n 3 db átló keletkezik (mert saját magába és a 2 szomszédosba nem húzható átló.) A n A 1 A 2 átló a sokszögön belül halad. Így n 2 db háromszögre bontottuk a sokszöget. Ezeknek a háromszögeknek a szögei pontosan lefedik a sokszög szögeit. A 3 háromszög belső szögeinek összege: 180 n szög belső szögeinek összege: (n 2) 180. Q.E.D. Megjegyzés: a tétel konkáv sokszögre is igaz, de a bizonyítás nem jó. Tétel 2 : A konvex sokszög külső szögeinek összege: 360. (Konkáv sokszögre a külső szög nem értelmezett.) Tétel 3 : Az n szög (konvexre és konkávra is igaz) összes átlóinak száma: n (n 3). 2 Bizonyítás: Húzzuk meg az 1 csúcsból induló összes átlót! Így n 3 db átló lesz. Mivel n csúcs van számoltunk. n csúcsból n (n 3) db átló indul, de így minden átlót kétszer n n 3 n (= 2 2 n). SZIMMETRIKUS SOKSZÖGEK 1. Háromszögek szimmetriái o tengelyes: egyenlő szárú háromszögek (legalább egy szimmetriatengely) o középpontos: nem lehetséges (a 3. csúcsnak nincs párja ) o forgásszimmetrikus: szabályos háromszögek (120 - kal, középpontjuk körül, harmadrendben forgásszimmetrikusak) o eltolásra szimmetrikus háromszög nincsen 2. Négyszögek szimmetriái o tengelyes: húrtrapézok, deltoidok (deltoid átlóra szimmetrikus) o középpontos: paralelogrammák átlóik metszéspontjára szimmetrikusak o forgásszimmetrikusak csak a négyzetek (forgásszimmetria: 90 - kal, a középpontjuk körül, negyedrendben forgásszimmetrikusak) 3. Szabályos sokszögek szimmetriái Nagyobb oldalszámú sokszögeknek minden szimmetriája lehetséges. Szabályos sokszögeknél különbség van páros és páratlan oldalszámú sokszögek között. Páros oldalszámú 4. oldal

o tengelyes szimmetria: Kétféle szimmetriatengely van az összes, szemközti csúcsokat összekötő átló és a szemközti oldal felezőpontjait összekötő szakaszok. Összesen n darab szimmetriatengely. o középpontos- és forgásszimmetria: A páros oldalszámúak középpontosan szimmetrikusak és forgásszimmetrikusak is ( 360 kal, n - edrendben). Páratlan oldalszámú o tengelyes szimmetria: Csak egyféle szimmetriatengely van, ami egy csúcsot és a szemközti oldal felezőpontját köti össze (oldalfelező merőleges). Összesen n darab van. o középpontos- és forgásszimmetria:nem középpontosan szimmetrikus, de forgásszimmetrikus ( 360 kal, n - edrendben). n 4. Példák nem szabályos sokszögek szimmetriájára Tengelyes szimmetria Például tetszőleges konvex sokszög (konkávra is megoldható) az egyik oldalegyenesére tükrözve. Szükséges, de nem elégséges feltétel, hogy a tengelyesen szimmetrikus sokszögnek kell, hogy legyenek egyenlő oldalai és szögei. Középpontos szimmetria Középpontosan szimmetrikus sokszöget lehet képezni, he egy sokszöget tükrözünk valamelyik oldalának egy pontjára (konkávnál nem biztos, hogy lehetséges). Szükséges feltételeket itt is meg lehet fogalmazni: legyenek egyenlő oldalúak és szögek, és páros számú csúcs legyen. Forgásszimmetrikus Általában szabályos csillagok vagy hasonló felépítésű sokszögek. n Alkalmazások építészetben gyakoriak a szimmetrikus sokszögek o pl. Pentagon szabályos ötszög alakú tengelyesen szimmetrikus o régi bástyák alaprajzai ha nem kör, akkor szabályos sokszögek (4,6,8) kémiában a kristályrácsok általában szabályos sokszögekből állnak (szabályos sokszögrácsok 3,4,6 lehet csak) pl. grafit (szabályos hatszögrács) focilabda szabályos ötszögekből és hatszögekből áll méhek viaszsejt (hatszögrács) mór építészet tapéta, csempézés eltolásra szimmetrikus alakzatok a kör kerületének és ezen belül a közelítésére szabályos sokszögalakzat alkalmaznak periodikus függvények eltolásra szimmetrikusak DNS szálak síkra való tükörképek nem vihetők egybe 5. oldal

a középpontos tükrözés tulajdonságait használjuk fel például a háromszögek középvonaláról szóló tétel bizonyításában. 6. oldal