В
А
АВ
теңдігінің
симметриялылығынан көрініп тұр.
2
0
. Жылжыту кесіндіні (ұзындығы сондай) кесіндіге бейнелейді.
Шынында да,
L
жылжытуы
А
мен
В
нүктелерін сәйкесінше
В
А
,
нүктелеріне
түрлендірсін. Егер
,
АВ
С
онда
.
АВ
СВ
АС
Онда жылжытуда
арақашықтықтар сақталғандықтан:
,
В
А
В
С
С
А
бұл
В
А
С
деген сөз.
Керісінше, егер қандай да бір нүкте
В
А
С
болса, онда жазылған теңдіктердің
екіншісі орындалады, ендеше біріншісі де дұрыс, яғни
.
АВ
С
3
0
. Жылжыту бір түзуде жататын нүктелерді бір түзуде жататын
нүктелерге бейнелейді.
Шынында да,
С
В
А ,
,
нүктелері бір түзуде жатсын және
С
В
А
,
,
олардың
сәйкес бейнелер болсын. Анықтық үшін
С
нүктесі
А
мен
В
нүктелерінің
арасында жатсын дейік. Онда 2
0
– қасиет бойынша
С
нүктесі
А
пен
В
нүктелерінің арасында жатады, демек,
С
В
А
,
,
бір түзудің нүктелері [1].
Нүктелердің бір түзуде жату қасиетін коллинеарлық қатыс дейді.
Коллинеарлық қатысты сақтайтын түрлендіруді коллинеация дейді, демек,
жазықтықтың жылжытулары коллинеациялар болғаны.
4
0
. Жылжыту түзуді түзуге бейнелейді. Кейбір
L
жылжытуы берілсн. Кез
келген
р
түзуін қарастырайық. Оның бойынан кейбір
А
мен
В
нүктелерін
қалауымызша алайық.
B
B
L
A
A
L
1
1
,
болсын.
А
пен
В
нүктелерінен өтетін
түзуді
р
деп белгілейік (1-суретте көрсетілгендей). Егер кез келген нүкте
р
М
болса, онда 2
0
– қасиет бойынша
.
р
М
M
L
Керісінше, егер кез келген нүкте
р
М
болса, онда жылжытудың өзара
бірмәнділігінен ол нүктенің айқындалған түп нұсқасы
N
бар және
,
р
N
себебі
қарсы жағдайда, яғни берілген жылжытуға кері жылжыту бір түзуде жататын
М
В
А
,
,
нүктелерін бір түзуде жатпайтын
С
В
А ,
,
нүктелеріне түрлендірер еді.
Сурет 1. Жылжыту бойынша түзуді түзуге бейнелеу көрінісі
155
Сонымен,
р
түзуінің әрбір нүктесі
р
түзуінің кейбір нүктесіне
бейнеленеді, ал
р
түзуінің әрбір нүктесінің
р
түзуінде түпнұсқасы бар, демек,
р
түзуі
р
түзуіне бейнеленеді.
5
0
.
р
түзуі
q
түзуіне параллель болсын. Егер
р
түзуі
р
түзуіне ал,
q
түзуі
q
түзуіне бейнеленсе, онда
q
р
||
(жылжыту түзулердің параллельдігін
сақтайды).
Бұл «кері жору» тәсілімен оңай дәлелденеді.
р
мен
q
түзулерінің ортақ
нүктесі жоқ, ал олардың бейнелері
р
мен
q
түзулерінің
О
ортақ нүктесі бар
деп жориық. 4
0
қасиет бойынша
О
нүктесінің түп нұсқасы
р
түзуінде де,
q
түзуінде де жатуға тиісті, ал бұлай болу шартқа қайшы.
р
мен
q
түзулері
беттесет жағдайда (ондай түзулерді де параллель дейді) олардың бейнелер
р
мен
q
түзулері де беттеседі, яғни олар да параллель болады.
6
0
. Жылжыту сәулені сәулеге бейнелейді.
ОА
сәулесі деп
ОА
кесіндісінің
барлық нүктелерінен және
А
нүктесі
О
мен
Х
нүктелерінің арасында
жататындай барлық
Х
нүктелерінен құралған жиынды айтады.
Кейбір
L
жылжытуы
О
нүктесін
О
нүктесіне және
А
нүктесін
А
нүктесіне түрлендірсін. Онда 5
0
қасиет бойынша
ОА
кесіндісі
А
О
кесіндісіне
бейнеленеді.
Жоғарыда, сәуленің анықтамасында сөз болған кез келген
Х
нүктесі
О
мен
А
нүктелерінен өзгеше және
ОХ
АХ
ОА
теңдігімен сипатталады.
Демек, оның бейнесі
Х
жылжытулардың өзара бірмәнділігі бойынша
О
мен
А
нүктелерінен өзгеше және сонымен бірге
.
Х
О
Х
А
А
О
Бұл
ОА
Х
дегенмен бірдей. Дәл осы тәсілмен әрбір
А
О
Х
нүктесі
үшін оның түпнұсқасы
ОА
Х
екенін дәлелдеуге болады, (мұнда
О
нүктесі
О
нүктесінің түпнұсқасы,
А
нүктесі
А
нүктесінің түпнұсқасы).
7
0
. Жылжыту бұрыштың шамасын сақтайды: егер жылжыту
АВС
бұрышын
С
В
А
бұрышына бейнелесе, онда
.
ˆ
ˆ
С
В
А
С
В
А
Бұрыштың шамасын
сақтайтынтүрлендірулерді конформдық дейді.
Жылжыту – конформдық түрлендіру екенін дәлелдейік.
С
В
А
,
,
нүктелері
С
В
А ,
,
нүктелерінің сәйкес бейнелер деп есептейк. Онда, жылжытудың
анықтамасы бойынша:
,
,
,
С
В
ВС
С
А
АС
В
А
АВ
демек,
,
ˆ
ˆ
С
В
А
С
В
А
керегі дәлелденеді.
5
0
мен 7
0
қасиеттерден:
8
0
– жылжыту көпбұрышты қабырғалары мен бұрыштары – берілген
көпбұрыштардың сәйкес қабырғалары мен бұрыштарына тең көпбұрышқа
бейнелейді.
9
0
. Жылжыту шеңберді радиусы берілген шеңбердің радиусына тең
шеңберге бейнелейд.
r
O,
шеңбері берілсін, М – сол шеңбердің кез келген нүктесі,
L
М
М
L
О
О
L
,
орындалатындай жылжыту болсын.
156
r
ОМ
М
О
болғандықтан,
.
, r
O
M
Керісінше, егер
,
, r
O
N
онда
N
нүктесінің түпнұсқасы болатын нүкте
.
, r
O
N
Жарты жазықтықтың түрлендіруі туралы мәселені қарастырайық. Егер
АВ
кесіндісі мен
р
түзуінің ортақ нүктелері болмаса, онда
А
мен
В
нүктелерін
р
түзуінің бір жағында жататын, немесе сол түзуге сай ыңғайлас
орналасатын нүктелер дейді. Ал егер
р
түзуі кесіндісінің ішкі нүктесіінен өтсе,
онда
А
мен
В
нүктелерін
р
түзуінің екі жағында жататын, немесе
р
түзуіне
сай қарсылай орналасатын нүктелер дейді [2].
Жоғарыда жүргізілген зерттеулерден нүктелердің түзуге сай ыңғайлас
және қарсылас орналасулары жылжытуларда инвариантты деген қорытындыға
келеміз.
Түзу
а
және
а
А
нүктесімен анықталатын
А
а,
ашық жарты
жазықтықтағы
а
түзуіне сай
А
нүктесімен ыңғайлас орналасатын нүктелердің
жиыны, демек жылжытулардың келесі қасиеті мынадай:
10
0
. Жазықтықтың жылжытуы, оның әрбір
А
а,
жарты жазықтығын
А
а
,
жарты жазықтығына түрлендіреді (мұнда
а
түзуі
а
түзуінің
А
нүктесі
А
нүктесінің берілген жылжытудағы бейнелері).
Салдар. Жылжыту екі өлшемді бұрышты екі өлшемді бұрышқа
бейнелейді.
Теорема 2. (Жылжытулардың бар болуы) Егер
АВС
мен
С
В
А
екі үшбұрыш
және, егер
С
В
ВС
С
А
АС
В
А
АВ
,
,
болса, онда жазықтықтың
С
В
А ,
,
нүктелерін сәйкес
С
В
А
,
,
нүктелеріне бейнелейтін жалғыз жылжыту бар.
Дәлелдеу.
1) Әуелі ізделіп отырған жылжытудың жалғыздығын дәлелдейік, яғни,
егер
1
L
мен
2
L
дегеніміз
C
C
L
C
L
B
B
L
B
L
A
A
L
A
L
2
1
2
1
2
1
,
,
орындалатындай екі жылжыту болса, онда
1
L
мен
2
L
тебе-тең екендігін
дәлелдейік.
Ол үшін
1
L
мен
1
2
L
жылжытуларының композициясын қарастырайық:
.
1
1
2
L
L
L
Бізде
,
1
2
1
1
2
A
A
L
A
L
L
A
L
сол сияқты
.
,
C
C
L
B
B
L
Демек,
L
жылжытуы
С
В
А ,
,
нүктелерінің
әрқайсысын
орнында
қалдырады.
Геометрияның мектептік курсынан, берілген
А
мен
В
нүктелерін орнында
қалдыратын тек екі түрлендіру ғана бар екен белгілі, ол теңбңе-теңдік
түрлендіру және
АВ
түзуіне сай симметрия.
L
жылжытуы
АВ
түзуіне
қарағандағы симметрия бола алмайды, себебі ол
С
нүктесін орнында
қалдырады. Онда
.
E
L
Мұнда:
.
2
2
L
L
L
Бірақ,
.
1
1
1
1
2
2
1
1
2
2
2
L
L
E
L
L
L
L
L
L
L
L
Демек,
,
1
2
L
L
керегі
дәлелденді.
2) Енді
С
В
А ,
,
нүктелерін
С
В
А
,
,
нүктелеріне (сәйкесінше) бейнелейтін
жылжыту бар екенін дәлелдейік. Мынадай белгілемелер негізейік:
р АВ
түзуі,
р
В
А
түзуі,
шекарасы
р
түзуімен анықталатын және
С
нүктесі өзінде
157
жататын жарты жазықтық,
шекарасы
р
түзуімен анықталатын және
С
нүктесі өзінде жататын жарты жазықтық,
шекарасы
р
түзуімен
анықталатын екінші жарты жазықтық.
А
ны
А
пен,
В
ны
В
пен беттестіретін
және
ны
ке бейнелейтін
f
жылжытуын қарастырайық, геометрияның
мектептік курсынан ондай жылжыту бар екені белгілі.
С
С
f
болсын (2-
сурет бойынша). Жылжытудың анықтамасынан:
С
А
АС
және
.
С
В
ВС
Сурет 2. Жылжыту арқылы түрлендіру
Осы теңдіктерден және теореманың шарттарынан:
.
,
С
В
С
В
С
А
С
А
С
пен
С
нүктелері салу бойынша
р
түзуіне сай әр жарты
жазықтықтарда жатады. Соңғы екі теңдіктен ол нүктелер
р
түзуіне сай
симметриялы орналасатынын, яғни
C
C
S
p
1
екенін шығару оңай. Осыдан
f
S
p
1
іздеп отырған жылжыту екенін көреміз:
,
1
1
1
A
A
S
A
f
S
A
f
S
p
p
p
,
1
1
1
B
B
S
B
f
S
B
f
S
p
p
p
.
1
1
1
C
C
S
C
f
S
C
f
S
p
p
p
Теорема дәлелденді [3].
Ақырында, нүкте – бейненің жүйе – бейнедегі координаталары нүкте –
түпнұсқаның бастапқы жүйедегі координаталарымен бірдей болғандықтан,
жазықтықта жылжытуды былайша да түсінуге мүмкін: координаталардың екі
тік бұрышты декарттық жүйелері алынады да, жазықтықтың бірінші жүйеге
әрбір нүктесіне екінші жүйедегі координаталары сол нүктенің бірінші жүйедегі
координаталарымен тең болатын нүктені сәйкестендіреді.
Достарыңызбен бөлісу: |