Понятие движения. Движение отображение плоскости на себя Осевая симметрия обладает важным свойством - это отображение плоскости на себя, которое сохраняет расстояние между точками

Движение

Отображение плоскости на себя

  • Каждой точке плоскости сопоставляется какая-то точка этой же плоскости, причем любая точка плоскости оказывается сопоставленной некоторой точке. Тогда говорят,что дано отображение плоскости на себя.

  • Осевая симметрия представляет собой отображение плоскости на себя.

  • Центральная симметрия также представляет собой отображение плоскости на себя.



Понятие движения

  • Осевая симметрия обладает важным свойством - это отображение плоскости на себя, которое сохраняет расстояние между точками.

  • Движение плоскости – это отображение плоскости на себя, сохраняющее расстояния.

  • Центральная симметрия плоскости также является отображение плоскости на себя



ТЕОРЕМА №1

  • При движении отрезок отображается на отрезок.



ТЕОРЕМА №1

  • Дано: отрезок MN.

  • Доказать:1.MN отображается при заданном движение M1N1 ;2.P отображается в P1;



Доказательство

  • I.1)MP+PN=MN(из условия)

  • 2)т.к. при движение расстояние сохраняется =>M1N1=MN, M1P1=MP и N1P1=NP (1)

  • =>M1P1 +P1N1= M1N1=>P1 ПРИНАДЛЕЖИТ M1N1 =>точки MN отображается в отрезке M1N1

  • II.Пусть P1 произвольная точка M1N1, а точка P при заданном движении отображается в P1

  • Из соотношения равенства (1) и M1N1= M1P1 +P1N1=>MP+PN=MN=>PпринадлежитMN.



Следствие

  • Из теоремы №1 следует, что при движении каждая сторона треугольника отображается на равный ей отрезок => треугольник отображается на треугольник с равными сторонами, т.е.на равный треугольник при движении. Из теоремы №1следует, что при движении:

  • 1)прямая отображается на прямую;

  • 2)луч- на луч;

  • 3)угол- на равный ему угол.



Наложения и движения

  • Фигура Ф равна фигуре Ф1 , если фигуру Ф можно совместить с фигурой Ф1 .Под наложением фигуры Ф на фигуру Ф1 мы понимаем некоторое отображение фигуры Ф на фигуру Ф1.При этом не только точки фигуры Ф, но и любая точка плоскости отображается в определенную точку плоскости, т. е. наложение – это отображение плоскости на себя.



  • Наложения – это такие отображения плоскости на себя, которые обладают, свойствами выраженными в аксиомах. Они позволяют доказать все те свойства наложений, которые мы себе представляем наглядно и которыми пользуемся при решении задач



Теорема №2

  • При наложение различных точки отображаются в различные точки.



Доказательство

    Предположим, что это не так, т.е. при некотором положении какие-то точки A и B отображаются, в Ф2=Ф1,т.е.при некотором наложении Ф2 отображается в Ф1.Но это невозможно, т.к. наложение-это отображение, а при любом отображении, С становится в соответствие только одна точка плоскости =>при наложении отрезок отображается на равный ему отрезок. Пусть при наложении концы A и В отрезка АВ отображаются в А1 и В1. Тогда,АВ отображается на А1 В1 => АВ=А1В1. Т.к равные отрезки имеют равные длины, то наложение является отображением плоскости на себя, сохраняющим расстояние, т.е. любое наложение является движением плоскости.



Теорема №3

  • Любое движение является наложением.



Теорема №3

  • Дано:g-произвольное движение треугольника ABC отображается в треугольник A1 B1 C1

  • f- наложение, при котором точки A,B,C отображаются в A1 B1 C1 .

  • Доказать:g совпадает c f.



Доказательство

    Предположим, что g не совпадает с f=> на плоскости найдется хотя бы 1-ая точка M, которая при движении g отображается в M1, а при наложении f- в M2. Т.к. при отображениях f и g сохраняется расстояние, то AM=A1M1, AM=A1M2 ,т.е. точка A1 равноудалена от M1 и M2=>A1,B1 и C1 лежат на серединном перпендикуляре к M1 M2.Но это невозможно, т.к. вершины треугольника A1B1C1 не лежат на одной прямой.Таким образом g совпадает f,т.е. движение g является наложением.



Следствие

  • При движении любая фигура отображается на равную ей фигуру .



Параллельный перенос

  • Пусть а – данный вектор. Параллельным переносом на вектор а называется отображение плоскости на себя, при котором каждая точка М отображается в такую точку М1,что вектор ММ1 равен вектору а



Теорема №4

  • Параллельный перенос является движение, т.е. отображением плоскости на себя, сохраняющим расстояния.



Теорема №4

  • Дано: При параллельном переносе на а,M и N отображаются в M1 и N1.

  • Доказать:MN=M1N1.



Доказательство

  • Т.к. MM1= а, NN1=a=> MM1=NN1 =>MM1||NN1 и MM1=NN1 => MM1NN1-параллелограмм =>MN=M1N1,т.е. расстояние между M и N= расстоянию между M1и N1.

  • Таким образом, параллельный перенос сохраняет расстояние между точками и поэтому представляет собой движение.



Поворот

    Поворотом плоскости вокруг точки О на угол а называется отображение плоскости на себя, при котором каждая точка М отображается в такую точку М1,что ОМ=ОМ1 и угол МОМ1 равен а. При этом точка О остается на месте, т.е. отображается сама в себя, а все остальные точки поворачиваются вокруг точки О в одном и том же направлении –по часовой стрелке или против часовой стрелки.



Теорема №5

  • Поворот является движением , т.е. отображением плоскости на себя, сохраняющим расстояние.



Теорема №5

  • Дано: О- центр поворота d- угол поворота против часовой стрелки

  • Доказать: MN=M1N1



Доказательство

  • Допустим, что при этом повороте M и N отображаются в M1 и N1.

  • Треугольник OMN=OM1N1 (OM=OM1,ON=ON1, угол MON=углу M1ON1).Из этого равенства следует, что MN=M1N1,т.е. расстояние между M и N= расстоянию между M1 и N1.

  • Поворот сохраняет расстояние между точками и поэтому представляет собой движение.



Дано: Угол АОВ и угол А1О1В1.

  • Дано: Угол АОВ и угол А1О1В1.

  • Доказать, что при движении угол отображается на равный ему угол.


РЕШЕНИЕ

    Пусть при данном движении угол АОВ отображается на угол А1О1В1, причем точки А.О.в отображаются соответственно в точки А1,О1,В1. так как при движении сохраняются расстояния, то ОА=О1А1, ОВ= О1В1. Если угол АОВ неразвернутый, то треугольники АОВ и А1О1В1 равны по трем сторонам, и, следовательно, угол АОВ= углу А1О1в1. Если угол АОВ развернутый, то и угол А1О1В1 развернутый, поэтому они равны.


  • Задача № 2


РЕШЕНИЕ

  • Треугольники АВС и А1В1С1 равны по трем сторонам. Следовательно, существует наложение, т.е движение, при котором точки А,В и С отображаются соответственно в точки А1, В1 и С1.Это движение является единственным движением, при котором точки А,В и С отображаются в точки А1В1и С1.


  • Задача №3. Начертите треугольник АВС, вектор ММ1, который не параллелен ни одной из сторон треугольника, и вектор а, параллельный стороне АС. Постройте треугольник А1В1С1, который получается из треугольника АВС параллельным переносом: а) на вектор ММ1; б) на вектор а.


  • Дано:


  • Решение


б) Решение

  • б) Решение


1. Общие положения

1.1. С целью поддержания деловой репутации и обеспечения выполнения норм федерального законодательства ФГАУ ГНИИ ИТТ «Информика» (далее – Компания) считает важнейшей задачей обеспечение легитимности обработки и безопасности персональных данных субъектов в бизнес-процессах Компании.

1.2. Для решения данной задачи в Компании введена, функционирует и проходит периодический пересмотр (контроль) система защиты персональных данных.

1.3. Обработка персональных данных в Компании основана на следующих принципах:

Законности целей и способов обработки персональных данных и добросовестности;

Соответствия целей обработки персональных данных целям, заранее определенным и заявленным при сборе персональных данных, а также полномочиям Компании;

Соответствия объема и характера обрабатываемых персональных данных, способов обработки персональных данных целям обработки персональных данных;

Достоверности персональных данных, их актуальности и достаточности для целей обработки, недопустимости обработки избыточных по отношению к целям сбора персональных данных;

Легитимности организационных и технических мер по обеспечению безопасности персональных данных;

Непрерывности повышения уровня знаний работников Компании в сфере обеспечения безопасности персональных данных при их обработке;

Стремления к постоянному совершенствованию системы защиты персональных данных.

2. Цели обработки персональных данных

2.1. В соответствии с принципами обработки персональных данных, в Компании определены состав и цели обработки.

Цели обработки персональных данных:

Заключение, сопровождение, изменение, расторжение трудовых договоров, которые являются основанием для возникновения или прекращения трудовых отношений между Компанией и ее работниками;

Предоставление портала, сервисов личного кабинета для учеников, родителей и учителей;

Хранение результатов обучения;

Исполнение обязательств, предусмотренных федеральным законодательством и иными нормативными правовыми актами;

3. Правила обработки персональных данных

3.1. В Компании осуществляется обработка только тех персональных данных, которые представлены в утвержденном Перечне персональных данных, обрабатываемых в ФГАУ ГНИИ ИТТ «Информика»

3.2. В Компании не допускается обработка следующих категорий персональных данных:

Расовая принадлежность;

Политические взгляды;

Философские убеждения;

О состоянии здоровья;

Состояние интимной жизни;

Национальная принадлежность;

Религиозные убеждения.

3.3. В Компании не обрабатываются биометрические персональные данные (сведения, которые характеризуют физиологические и биологические особенности человека, на основании которых можно установить его личность).

3.4. В Компании не осуществляется трансграничная передача персональных данных (передача персональных данных на территорию иностранного государства органу власти иностранного государства, иностранному физическому лицу или иностранному юридическому лицу).

3.5. В Компании запрещено принятие решений относительно субъектов персональных данных на основании исключительно автоматизированной обработки их персональных данных.

3.6. В Компании не осуществляется обработка данных о судимости субъектов.

3.7. Компания не размещает персональные данные субъекта в общедоступных источниках без его предварительного согласия.

4. Реализованные требования по обеспечению безопасности персональных данных

4.1. С целью обеспечения безопасности персональных данных при их обработке в Компании реализуются требования следующих нормативных документов РФ в области обработки и обеспечения безопасности персональных данных:

Федеральный закон от 27.07.2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных»;

Постановление Правительства Российской Федерации от 1 ноября 2012 г. N 1119 "Об утверждении требований к защите персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных";

Постановление Правительства Российской Федерации от 15.09.2008 г. №687 «Об утверждении Положения об особенностях обработки персональных данных, осуществляемой без использования средств автоматизации»;

Приказ ФСТЭК России от 18.02.2013 N 21 "Об утверждении Состава и содержания организационных и технических мер по обеспечению безопасности персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных";

Базовая модель угроз безопасности персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных (утверждена заместителем директора ФСТЭК России 15.02.2008 г.);

Методика определения актуальных угроз безопасности персональных данных при их обработке в информационных системах персональных данных (утверждена заместителем директора ФСТЭК России 14.02.2008 г.).

4.2. Компания проводит оценку вреда, который может быть причинен субъектам персональных данных и определяет угрозы безопасности персональных данных. В соответствии с выявленными актуальными угрозами Компания применяет необходимые и достаточные организационные и технические меры, включающие в себя использование средств защиты информации, обнаружение фактов несанкционированного доступа, восстановление персональных данных, установление правил доступа к персональным данным, а также контроль и оценку эффективности применяемых мер.

4.3. В Компании назначены лица, ответственные за организацию обработки и обеспечения безопасности персональных данных.

4.4. Руководство Компании осознает необходимость и заинтересовано в обеспечении должного как с точки зрения требований нормативных документов РФ, так и обоснованного с точки зрения оценки рисков для бизнеса уровня безопасности персональных данных, обрабатываемых в рамках выполнения основной деятельности Компании.

Слово «движение» вам знакомо. Но в геометрии оно имеет особый смысл. Какой именно, об этом вы узнаете из данной главы. А пока отметим, что с помощью движений удаётся находить красивые решения многих геометрических задач. Примеры таких решений вы найдёте в этой главе.

Представим себе, что каждой точке плоскости сопоставляется (ставится в соответствие) какая-то точка этой же плоскости, причём любая точка плоскости оказывается сопоставленной некоторой точке. Тогда говорят, что дано отображение плоскости на себя .

Фактически мы уже встречались с отображениями плоскости на себя - вспомним осевую симметрию (см. п. 48). Она даёт нам пример такого отображения. В самом деле, пусть а - ось симметрии (рис. 321). Возьмём произвольную точку М, не лежащую на прямой а, и построим симметричную ей точку М 1 относительно прямой а. Для этого нужно провести перпендикуляр МР к прямой а и отложить на прямой МР отрезок РМ 1 , равный отрезку МР, так, как показано на рисунке 321. Точка М 1 и будет искомой. Если же точка М лежит на прямой а, то симметричная ей точка М 1 совпадает с точкой М. Мы видим, что с помощью осевой симметрии каждой точке М плоскости сопоставляется точка М, этой же плоскости. При этом любая точка М 1 оказывается сопоставленной некоторой точке М. Это ясно из рисунка 321.

Рис. 321

Итак, осевая симметрия представляет собой отображение плоскости на себя .

Рассмотрим теперь центральную симметрию плоскости (см. п. 48). Пусть О - центр симметрии. Каждой точке М плоскости сопоставляется точка М 1 , симметричная точке М относительно точки О (рис. 322). Попытайтесь самостоятельно убедиться в том, что центральная симметрия плоскости также представляет собой отображение плоскости на себя.

Рис. 322

Понятие движения

Осевая симметрия обладает следующим важным свойством - это отображение плоскости на себя, которое сохраняет расстояния между точками .

Поясним, что это значит. Пусть М и N - какие-либо точки, а М 1 и N 1 - симметричные им точки относительно прямой а (рис. 323). Из точек N и N 1 проведём перпендикуляры NP и N 1 P 1 к прямой ММ 1 . Прямоугольные треугольники MNP и M 1 N 1 P 1 равны по двум катетам: МР = М 1 Р 1 и NP = N 1 P 1 (объясните, почему эти катеты равны). Поэтому гипотенузы MN и M 1 N 1 также равны.

Рис. 323

Следовательно, расстояние между точками М и N равно расстоянию между симметричными им точками М 1 и N 1 . Другие случаи расположения точек М, N и М 1 , N 1 рассмотрите самостоятельно и убедитесь в том, что и в этих случаях MN = M 1 N 1 (рис. 324). Таким образом, осевая симметрия является отображением, которое сохраняет расстояния между точками. Любое отображение, обладающее этим свойством, называется движением (или перемещением).

Рис. 324

Итак, движение плоскости - это отображение плоскости на себя, сохраняющее расстояния .

Почему отображение, сохраняющее расстояния, называют движением (или перемещением), можно пояснить на примере осевой симметрии. Её можно представить как поворот плоскости в пространстве на 180° вокруг оси а. На рисунке 325 показано, каким образом происходит такой поворот.

Рис. 325

Отметим, что центральная симметрия плоскости также является движением (пользуясь рисунком 326, убедитесь в этом самостоятельно).

Рис. 326

Докажем следующую теорему:

Теорема

При движении отрезок отображается на отрезок.

Доказательство

Пусть при заданном движении плоскости концы М и N отрезка MN отображаются в точки М 1 и N 1 (рис. 327). Докажем, что весь отрезок MN отображается на отрезок M 1 N 1 . Пусть Р - произвольная точка отрезка MN, Р 1 - точка, в которую отображается точка Р. Тогда МР + PN = MN. Так как при движении расстояния сохраняются, то

M 1 N 1 = MN, М 1 Р 1 = МР и N 1 P 1 = NP. (1)

Рис. 327

Из равенств (1) получаем, что М 1 Р 1 + P 1 N 1 = M 1 N 1 , и, значит, точка Р 1 лежит на отрезке M 1 N 1 (если предположить, что это не так, то будет выполняться неравенство М 1 Р 1 +P 1 N 1 > M 1 N 1). Итак, точки отрезка MN отображаются в точки отрезка M 1 N 1 .

Нужно ещё доказать, что в каждую точку Р 1 отрезка M 1 N 1 отображается какая-нибудь точка Р отрезка MN. Докажем это. Пусть Р 1 - произвольная точка отрезка M 1 N 1 , и точка Р при заданном движении отображается в точку Р 1 . Из соотношений (1) и равенства M 1 N 1 = М 1 Р 1 + P 1 N 1 следует, что МР + PN = MN, и, значит, точка Р лежит на отрезке MN. Теорема доказана.

Следствие

В самом деле, в силу доказанной теоремы при движении каждая сторона треугольника отображается на равный ей отрезок, поэтому и треугольник отображается на треугольник с соответственно равными сторонами, т. е. на равный треугольник.

Пользуясь доказанной теоремой, нетрудно убедиться в том, что при движении прямая отображается на прямую, луч - на луч, а угол - на равный ему угол.

Наложения и движения

Напомним, что в нашем курсе геометрии равенство фигур определяется с помощью наложений. Мы говорим, что фигура Ф равна фигуре Фп если фигуру Ф можно совместить наложением с фигурой Ф 1 . Понятие наложения в нашем курсе относится к основным понятиям геометрии, поэтому определение наложения не даётся. Под наложением фигуры Ф на фигуру Ф 1 мы понимаем некоторое отображение фигуры Ф на фигуру Ф 1 Более того, мы считаем, что при этом не только точки фигуры Ф, но и любая точка плоскости отображается в определённую точку плоскости, т. е. наложение - это отображение плоскости на себя .

Однако не всякое отображение плоскости на себя мы называем наложением. Наложения - это такие отображения плоскости на себя, которые обладают свойствами, выраженными в аксиомах (см. приложение 1, аксиомы 7-13). Эти аксиомы позволяют доказать все те свойства наложений, которые мы себе представляем наглядно и которыми пользуемся при доказательстве теорем и решении задач. Докажем, например, что при наложении различные точки отображаются в различные точки .

В самом деле, предположим, что это не так, т. е. при некотором наложении какие-то две точки А и В отображаются в одну и ту же точку С. Тогда фигура Ф 1 , состоящая из точек А и В, равна фигуре Ф 2 , состоящей из одной точки С. Отсюда следует, что Ф 2 = Ф 1 (аксиома 12), т. е. при некотором наложении фигура Ф 2 отображается в фигуру Ф 1 . Но это невозможно, так как наложение - это отображение, а при любом отображении точке С ставится в соответствие только одна точка плоскости.

Из доказанного утверждения следует, что при наложении отрезок отображается на равный ему отрезок. Действительно, пусть при наложении концы А и В отрезка АВ отображаются в точки А 1 и В 1 . Тогда отрезок АВ отображается на отрезок А 1 В 1 (аксиома 7), и, следовательно, отрезок АВ равен отрезку А 1 В 1 . Так как равные отрезки имеют равные длины, то наложение является отображением плоскости на себя, сохраняющим расстояния, т. е. любое наложение является движением плоскости .

Докажем, что верно и обратное утверждение.

Теорема

Доказательство

Рассмотрим произвольное движение (обозначим его буквой g) и докажем, что оно является наложением. Возьмём какой-нибудь треугольник АВС. При движении g он отображается на равный ему треугольник А 1 В 1 С 1 . По определению равных треугольников существует наложение ƒ, при котором точки А, В и С отображаются соответственно в точки А 1 , В 1 и С 1 .

Докажем, что движение g совпадает с наложением ƒ. Предположим, что это не так. Тогда на плоскости найдётся хотя бы одна такая точка М, которая при движении g отображается в точку М„ а при наложении ƒ - в другую точку М2. Так как при отображениях ƒ u g сохраняются расстояния, то AM = А 1 М 1 , AM = А 1 М 2 , поэтому A 1 M 1 = А 1 М 2 , т. е. точка А 1 равноудалена от точек М 1 и М 2 (рис. 328). Аналогично доказывается, что точки В 1 и С 1 равноудалены от точек М 1 и М 2 . Отсюда следует, что точки А 1 , В 1 и С 1 лежат на серединном перпендикуляре к отрезку М 1 М 2 . Но это невозможно, так как вершины треугольника А 1 В 1 С 1 не лежат на одной прямой. Таким образом, отображения ƒ u g совпадают, т. е. движение g является наложением. Теорема доказана.

Рис. 328

Следствие

Задачи

1148. Докажите, что при осевой симметрии плоскости:

    а) прямая, параллельная оси симметрии, отображается на прямую, параллельную оси симметрии;
    б) прямая, перпендикулярная к оси симметрии, отображается на себя.

1149. Докажите, что при центральной симметрии плоскости:

    а) прямая, не проходящая через центр симметрии, отображается на параллельную ей прямую;
    б) прямая, проходящая через центр симметрии, отображается на себя.

1150. Докажите, что при движении угол отображается на равный ему угол.

Пусть при данном движении угол АОВ отображается на угол A 1 O 1 B 1 , причём точки А, О, В отображаются соответственно в точки A 1 , О 1 , В 1 . Так как при движении сохраняются расстояния, то ОА = О 1 А 1 , ОВ = О 1 В 1 . Если угол АОВ неразвёрнутый, то треугольники АОВ и А 1 О 1 В 1 равны по трём сторонам, и, следовательно, ∠AOB = ∠A 1 O 1 B 1 . Если угол АОВ развёрнутый, то и угол А 1 О 1 В 1 развёрнутый (докажите это), поэтому эти углы равны.

1151. Докажите, что при движении параллельные прямые отображаются на параллельные прямые.

1152. Докажите, что при движении: а) параллелограмм отображается на параллелограмм; б) трапеция отображается на трапецию; в) ромб отображается на ромб; г) прямоугольник отображается на прямоугольник, а квадрат - на квадрат.

1153. Докажите, что при движении окружность отображается на окружность того же радиуса.

1154. Докажите, что отображение плоскости, при котором каждая точка отображается на себя, является наложением.

1155. АВС и А 1 В 1 С 1 - произвольные треугольники. Докажите, что существует не более одного движения, при котором точки А, В и С отображаются в точки А 1 , В 1 , С 1 .

1156. В треугольниках АВС и А 1 В 1 С 1 АВ = А 1 В 1 , АС = А 1 С 1 , ВС = В 1 С 1 . Докажите, что существует движение, при котором точки А, В и С отображаются в точки А 1 , В 1 и С 1 , и притом только одно.

По условию задачи треугольники АВС и А 1 В 1 С 1 равны по трём сторонам. Следовательно, существует наложение, т. е. движение, при котором точки А, В и С отображаются соответственно в точки А 1 , В 1 и С 1 . Это движение является единственным движением, при котором точки А, В и С отображаются соответственно в точки А 1 , В 1 и C 1 (задача 1155).

1157. Докажите, что два параллелограмма равны, если смежные стороны и угол между ними одного параллелограмма соответственно равны смежным сторонам и углу между ними другого параллелограмма.

1158. Даны две прямые а и b. Постройте прямую, на которую отображается прямая b при осевой симметрии с осью а.

1159. Даны прямая а и четырёхугольник ABCD. Постройте фигуру F, на которую отображается данный четырёхугольник при осевой симметрии с осью а. Что представляет собой фигура F?

1160 Даны точка О и прямая b. Постройте прямую, на которую отображается прямая b при центральной симметрии с центром О.

1161 Даны точка О и треугольник АВС. Постройте фигуру F, на которую отображается треугольник АВС при центральной симметрии с центром О. Что представляет собой фигура F?

Ответы к задачам

    1151. Указание. Доказать методом от противного.

    1154. Указание. Воспользоваться теоремой п. 119.

    1155. Указание. Доказательство провести методом от противного (см. доказательство теоремы п. 119).

    1157. Указание. Воспользоваться задачами 1156 и 1051.

    1158. Указание. Сначала построить образы каких-нибудь двух точек прямой b.

    1159. F - четырёхугольник.

    1160. Указание. Задача решается аналогично задаче 1158.

    1161. F - треугольник.