[на главную] [на главную] [eng]
[этюды]
[миниатюры]
[3D-уроки]
[киноаппаратная]
[colloquium]
[контакты]
[другие этюды]
• Круглый треугольник Рело
• Уди­ви­тель­ные объе­мы много­гран­ников
• Уве­ли­че­ние объе­ма вы­пук­лых мно­го­гран­ни­ков
• Кон­такт­ное чис­ло ша­ров и сфе­ри­чес­кие ко­ды
• Од­ним раз­ре­зом
• Лест­ни­ца в бес­ко­неч­ность
• Площади фигур
• За­да­ча Том­со­на
• Ку­соч­но глад­кое вло­же­ние мно­го­гран­ни­ка
• Кошечка
• Кубистский паркет
• Арифметика Магницкого
• Параболическая антенна
• Развертка
• Эллипс
• Циклоида
• И это развертка?!
• Свер­ле­ние квад­рат­ных от­вер­стий
• Кратчайшая
• Уголковый отражатель
• Хорошая конструкция
• Экранировать луч
• Анти-Дюрер
• Стопоходящая машина П.Л. Чебышева
• Вычислительная техника 1950-х
• Парадоксальный механизм П.Л. Чебышева
• Прямило Липкина
• Степени свободы
• Трисекция угла
• «Велосипед» П.Л. Чебышева
• Глубина заложения
• Сорти­ровал­ка П. Л. Чебы­шева
• Аксиомы:
• Тени
• Объём шара
• Хитрое изгибание
• Выход в пространство
• Изгибаемые многогранники
• Геометрия поворота
• Цепная линия
• Изобретая колесо
• Механизм с остановкой ведомого звена на полпути
• Интерактивная головоломка «Теорема Пифагора»
• Формула Пика
• Площадь трапеции
• Устойчивость перевёрнутого маятника
• Нониус (верньер)
• Непрерывность
• Задача о бутерброде
----

Сдвиг и поворот

/-
/^Скачать фильм в высоком качестве 
^Скачать фильм в среднем качестве 
 — 768×576 
— 320×240 
[DivX, 20,6 Мбайта
[DivX, 4,8 Мбайта
[Zipped DivX, 18,8 Мбайта]
[Zipped DivX, 4,4 Мбайта]
/Скачать локальную версию сайта
/Перед просмотром рекомендуем прочитать текст!
-/

^Шарнирный ромб, состоящий из звеньев одинаковой длины и использующий ползуны, передвигающиеся по красному неподвижному стержню,  реализует на плоскости осевую симметрию. Действительно, положение одного из зеленых шарниров задает положение и длину противоположной стороны своего треугольника, а треугольники, находящиеся по разные стороны от стержня, всегда равны. Значит, при любом положении механизма два зеленых шарнира симметричны относительно красного стержня.

Возьмем фигуру — криволинейный треугольник — и посмотрим, во что она перейдет под действием нашего механизма. Получится ^симметричная фигура. Она, в том числе, равна изначальной, но по-другому ориентирована. То есть, если бы плоскость была бесконечным листом бумаги с нарисованной на нем фигурой, то необходимо было бы сложить  лист по оси симметрии, при этом у одной его половинки поменяется верх с низом.

Применим теперь к уже получившемуся треугольнику наш механизм, реализующий симметрию, с осью, параллельной оси первого механизма. ^Получившийся треугольник имеет ту же ориентацию, что и самый первый, и получается из него параллельным переносом, т.е. сдвигом. Двойной параллелограмм, с двумя красными закрепленными шарнирами, ^реализует это преобразование на плоскости. Итак, результатом двух осевых симметрий с параллельными осями  является просто сдвиг. Верно и обратное — любой параллельный перенос можно разложить в две осевые симметрии с параллельными осями. Как нетрудно заметить, такое разложение не единственно.

Такой результат последовательных отображений называется в математике композицией, а в терминологии функций — сложной функцией. Так же, как и в аналитической записи, результат композиции можно получить, либо последовательно выполняя составляющие её действия, либо как-то преобразовав и применив уже в «упрощенном» виде. При этом преобразованный объект внешне может быть совершенно непохож на изначальные, из которых он получался.

А что же будет, если оси симметрий ^не параллельны?

Композицией двух осевых симметрий с непараллельными осями является поворот с центром в точке пересечения осей. При этом угол, на который поворачивается фигура, равен удвоенному углу между осями. Как и в случае со сдвигом, верно и обратное — любой поворот на плоскости раскладывается на две осевые симметрии.

Шарнирный механизм, основанный на ромбе, ^реализует преобразование поворота плоскости.

 А теперь к плоскости (на примере нашей фигуры) применим ^последовательно параллельный перенос, а затем поворот. Можно ли каким-то одним преобразованием совместить исходную и конечную фигуры?

Разложим использованный поворот на ^две симметрии. Из этой картинки видно, что этап получения серого треугольника и потом применения к нему одной симметрии можно заменить просто на одну симметрию. А такая картинка —  композиция двух осевых симметрий с непараллельными осями — нам уже знакома,  это есть просто  поворот.

Нарисуем треугольник на столе. Положив листок бумаги поверх, обведем фигуру. Поднимем листочек и ^отпустим, чтобы он случайным образом опустился на стол, но при этом не перевернулся. Тем самым получено, как говорят математики, «в общем виде» движение плоскости — преобразование, сохраняющее расстояния и не меняющее ориентацию. Конечно, могло так случиться, что фигуры отличаются параллельным переносом, но вероятность, что листочек ляжет  так аккуратно, очень мала. Во всех других случаях это — ^просто поворот с некоторым центром и на некоторый угол!

/-
/^Скачать фильм в высоком качестве 
^Скачать фильм в среднем качестве 
 — 768×576 
— 320×240 
[DivX, 20,6 Мбайта
[DivX, 4,8 Мбайта
[Zipped DivX, 18,8 Мбайта]
[Zipped DivX, 4,4 Мбайта]
/Скачать локальную версию сайта
-/
 
-
- -
   © 2002–2010 Фонд «Математические этюды».
      Коммерческое использование запрещено.
этюды | миниатюры | 3D-уроки | киноаппаратная | colloquium | контакты
[на главную]