Симметрии на плоскости и в пространстве

Центральная симметрия с центром в точке C (a,b) описывается уравнениями $\frac{x+x’}2=a, x’=-x+2a$ или, что то же самое, $\frac{y+y’}2=b, y’=-y+2b$.

Например, если центр симметрии находится в точке C(1,2), то симметричной точке А(2, 3) будет точка А'(0,1), так как $x’=-2+2 \times 1=0, y’=-3+2 \times 2=1$.

Декартовы уравнения, описывающие осевую симметрию, более сложны, так как осью симметрии может быть любая прямая на плоскости, и чтобы описать ее, потребуется прибегнуть к тригонометрическим функциям. Существуют, однако, три простых случая.

x’=x

y’=-y

Таким образом, чтобы найти точку, симметричную заданной, достаточно оставить неизменной первую координату и поменять знак у второй. Например, точкой, симметричной точке A(3,-2), будет точка А’(3,2).

x’=-x

y’=y

В этом случае для нахождения симметричной точки нужно поменять знак первой координаты и оставить неизменной вторую. Например, точкой, симметричной точке А (-3, 9) относительно оси ОУ, является точка А’(3,9).

x’=y

y’=x

Таким образом, достаточно только поменять значения координат местами. То есть точкой, симметричной точк с А(5,1), будет точка А’(1,5).

Симметрии в пространстве

В пространстве также существуют центральная и осевая симметрии (относительно точки или прямой), определяемые примерно так же, как и на плоскости, но с тремя координатами вместо двух. Безусловно, существует еще и третья возможность — симметрия относительно плоскости, так называемая зеркальная симметрия. Строится она следующим образом. Предположим, что Р — плоскость симметрии (симметрия в таком случае обычно обозначается символом ). Чтобы найти преобразование точки А, проводится перпендикуляр к плоскости, проходящий через данную точку. Точкой, симметричной заданной, будет точка А’ находящаяся на этом перпендикуляре и удаленная от плоскости Р на такое же расстояние, что и точка А.

Инвариантные элементы зеркальной симметрии:

1. все точки на плоскости Р;
2. прямые, перпендикулярные Р (но не точки этих прямых);
3. плоскости, перпендикулярные Р (тоже плоскости в целом, но не элементы, их составляющие).

Зеркальная симметрия не только является инволютивным преобразованием, но и имеет следующие свойства:

1. сохраняет расстояния между точками;
2. переводит прямые в прямые;
3. переводит плоскости в плоскости.

• Симметрия
• Временная симметрия
• Находим онлайн уравнение прямой на плоскости и в пространстве!
• Циклоиды.