Б. А. Абремский
Преобразования
евклидовой
плоскости в упражнениях
Учебно-методическое пособие
Соликамск
СГПИ
2011
2
Содержание
Предисловие
7
Введение
9
Глава I. <...> Отыскание образа фигуры при заданном преобразовании
32
§ 4. <...> Инвариантные точки и инвариантные прямые
48
53
Глава II. <...> Отыскание образа фигуры при заданном движении
63 <...> Тем самым задано отображение плоскости в себя. <...> Из последнего примера видно, что отображение
плоскости в себя может быть задано (при наличии некоторой декартовой системы координат) формулами вида x′= f(x, y), y′= φ(x, y), которые позволяют, зная координаты x и y любой точки плоскости, найти
координаты x′, y′ ее образа. <...> 7 рассматривалось отображение плоскости в себя,
заданное формулами x′= x+y, y′= x–y. <...> Примером преобразования множества (в частности, плоскости) является тождественное преобразование; так называют отображение, при
котором всякий элемент множества (всякая точка плоскости) отображается на себя. <...> Как доказать, используя полученный выше результат,
что отображение плоскости в себя, заданное в аффинном репере линейными формулами, т.е. формулами (1),
является преобразованием плоскости? <...> 1
Аналогично определяется параллельный перенос в трехмерном пространстве; достаточно в приведенном определении заменить слово «плоскость» словом «пространство». <...> Задайте на плоскости вектор p и постройте образы нескольких произвольно выбранных точек при переносе на
r
вектор p . <...> Укажите образ точки A при
переносе на вектор BC (образ точки D при переносе на
вектор AB ).
r
31°. <...> Дан правильный треугольник АВС (буквы A, В, С расставлены в порядке обхода вершин по часовой стрелке);
точка O – центр треугольника. <...> Центральная симметрия с центром O обозначается ZO. <...> 1
Аналогично определяется центральная симметрия (отражение относительно точки) в
трехмерном пространстве; достаточно в приведенном определении заменить слово
«плоскость» словом «пространство». <...> Постройте образы
точек O и А при центральной симметрии ZВ. <...> Составьте <...>
Преобразования_евклидовой_плоскости_в_упражнениях.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Соликамский государственный педагогический институт»
Б. А. Абремский
Преобразования
евклидовой
плоскости в упражнениях
Учебно-методическое пособие
Соликамск
СГПИ
2011
Стр.1
Содержание
Предисловие
Введение
Глава I. Общие вопросы теории геометрических преобразований
§
1. Отображения и преобразования
§ 2. Примеры преобразований плоскости
2. 1. Параллельный перенос
2. 2. Поворот (вращение)
2. 3. Центральная симметрия
2. 4. Осевая симметрия
2. 5. Гомотетия
§ 3. Отыскание образа фигуры при заданном преобразовании
§ 4. Композиция отображений
§ 5. Обратное преобразование
§ 6. Инвариантные точки и инвариантные прямые
Глава II. Движения плоскости
§ 7. Движения (перемещения) плоскости и их свойства
§ 8. Отыскание образа фигуры при заданном движении
8. 1. Задачи на отыскание образа фигуры
8. 2. Задачи на отыскание образа точки
§ 9. Теорема о подвижности плоскости
§ 10. Аналитическое выражение движений
§ 11. Движения первого и второго рода
§ 12. Классификация движений
§ 13. Равенство (конгруэнтность) фигур
3
7
9
14
14
21
21
23
26
28
30
32
37
44
48
53
53
63
63
67
71
75
77
82
87
Стр.3
§ 14. Применение движений к решению задач на вычисление
и доказательство. – Вспомогательные построения
§ 15. Применение движений к решению задач на доказательство.
– Переформулирование цели задачи
92
95
§ 16. Применение движений к решению задач на построение 106
16. 1. Сближение элементов искомой фигуры
16. 2. Построение точки пересечения фигуры и образа
107
фигуры
16. 3. Пополнение множества известных точек
16. 4. Построение прообраза искомой фигуры
16. 5. Прием спрямления в задачах на оптимизацию
§ 17. Применение движений к построению графиков
§ 18. Исследование композиции движений
§ 19. Разные задачи
Глава III. Преобразования подобия
§ 20. Гомотетия
§ 21. Преобразования подобия
§ 22. Виды преобразований подобия
22. 1. Центрально-подобное вращение
22. 2. Центрально-подобная симметрия
§ 23. Аналитическое выражение преобразований подобия
§ 24. Подобия первого и второго рода
§ 25. Классификация преобразований подобия
§ 26. Подобие фигур
§ 27. Применение преобразований подобия к решению задач
на доказательство
§ 28. Применение преобразований подобия к решению задач
на построение
4
110
112
114
117
119
122
130
133
133
145
152
153
154
156
160
162
169
173
184
Стр.4
28. 1. Построение точки пересечения данной фигуры и
образа другой данной фигуры
28. 2. Пополнение множества известных точек
28. 3. Приём подобия
§ 29. Разные задачи
Глава IV. Аффинные преобразования
§ 30. Аффинные преобразования и их свойства
§ 31. Теорема об аффинной подвижности плоскости (Основная
теорема об аффинных преобразованиях)
185
187
189
196
199
199
202
§ 32. Аналитическое выражение аффинных преобразований 207
§ 33. Примеры аффинных преобразований плоскости
33. 1. Косое сжатие
33. 2. Сдвиг
33. 3. Каноническая композиция косых сжатий
211
211
214
216
33. 4. Композиция косого сжатия и параллельного переноса 217
33. 5. Композиция сдвига и параллельного переноса
33. 6. Композиция сдвига и гомотетии
§ 34. Аффинно-эквивалентные фигуры
§ 35. Дальнейшие свойства аффинных преобразований
§ 36. Применение аффинных преобразований к решению задач
на доказательство. – Переформулирование цели задачи
§ 37. Применение аффинных преобразований к решению задач
на доказательство и вычисление. – Перенос аффинных
свойств с одной фигуры на другую
§ 38. Применение аффинных преобразований к решению задач
на построение
38. 1. Построение точки пересечения данной фигуры и
образа другой данной фигуры
38. 2. Пополнение множества известных точек
5
243
245
243
219
220
224
228
235
238
Стр.5