Композиция отображений

Отображения фигур на плоскости.

Определение 1: формулы связывающие координаты x/, y/ образа М/ произвольной точки М и ее координаты x, y относительно выбранной (аффинной или прямоугольной декартовой) системы координат О xy, называются формулами или уравнениями соответствующего отображение.

Определение 2: отображения фигуры F называется тождественным, если все точки фигуры F являются тождественными (двойными).

Обозначение: ε; ε(F)=F; формулы: ε:

 
 
 
 
 
 
 
 
/
/
/
/
/
Определение 3: параллельным переносом фигуры F называется ее отображение, при котором все ее точки смещаются на одно и тоже расстояние в одном направлении.

Если обозначить, то говорят о параллельном переносе на вектор α и пишут: F/= (F).

Выведем формулы параллельного переноса.

Пусть, М(x; y), М/(x/; y/). Тогда - по определении 3 или в координатах

Определение 4: поворотом фигуры F вокруг центра С на направленный угол α называется ее отображение, при котором:

1) точка С является неподвижной;

2)

α
М/
М
любая точка М F отображается на такую точку М/, что СМ=СМ/ и.

Обозначение:

С


Определение 5: центральной симметрией с центром С называется поворотом вокруг центра С на угол α=π.

Обозначение: М/=ZC(M)=.

У
Пример 1: пусть С=О (0;0), тогда имеем:

У
М
x/
x
У/
x
M/
О С

Определение 6: осевой симметрией c осью р называется отображение фигуры F, при котором ее любая точка М отображается на точку М/, симметричную точке М относительно прямой р.

N
F
M
M/
M0
N0
F/
K
K0
K/
ММ/ р, М0=ММ/∩р,

ММ00М/.

Р – прямая неподвижных точек

(например, точки М0, N0, K0).

Обозначение: М/=Sр(М).

у
у
у/
х
М
М0
М/
 
х/
х=х/
р


Пример 2: р=Ох

Sох:

у
у
 
у/
у/
х/
х


Пример 3: р=Оу

Sох:

Определение: Композицией или произведением отображений f1 и f2 называется отображение f, являющиеся результатом последовательного выполнения системы отображения f1, затем f2.

M
f1
f2
f = f2 ° f1
M/
M//
Обозначение: f = f2 ° f1.

М/= f1 (M); М//= f2 (M);

М//= f2 °(f1 (M))= (f2 ° f1)(M).

Примеры:

1) е – тождественное отображение, f – произвольное отображение, тогда имеем:

β
α
α+β
М
М/
М//
С
е° f = е;

2) f1 =, f2 =, тогда имеем:

° =

3) f1 =ZC= f2, тогда имеем:

ZC°ZC= ° = = =e =e.

4) f1 = 21 =

Найдем формулы композиции f2 ° f1.

M(х;у)
f1
f2
f = f2 ° f1
M///)
M//////)
М/= f1 (M):

М//= f2 (M/):

М//= f2 (f1 (M))= (f2 ° f1)(M): ⇒ f2 ° f1:

Координаты исходной точки фигуры обозначают через x и y, а ее образа – x/, y/. Поэтому удобнее следующая запись:

f2 ° f1: f1 ° f2:

Теорема: для композиции отображений справедлив ассоциативный (сочетательный) закон:

f3 °(f2 ° f1)= (f3 ° f2f1 (1)

Доказательство.

M/
M//
M
M///
f2
f1
f
f3
f2°f1
f3°f2
Пусть М – произвольная точка фигуры F и М M/, М/ M//, М// M///.

М//= f2 ° f1 (M), М///= f3 (M//)⇒

М///= f3 °(f2 ° f1)(M) (2)

М/= f1 (M), М///=(f3 ° f2)(M/)⇒

М///=(f3 ° f2f1 (M) (3)

Тогда имеем М М//, М// М///, то есть с одной стороны М М///, с другой стороны М М/, М/ М///, то есть М М///.

В следствии произвольного выбора точки М фигуры F из соотношений (2) и (3) следует формула (1).

Замечание: коммутативный закон для композиции отображений иногда справедлив, иногда – нет, то есть в общем случае: f2 ° f1f1 ° f2.

Примеры:

1) ° =

° =

° = °

2) f1 =Sp, f2 =Sq, p q (p и q различны и p q)

М
М/
М1//
р
q
М1/
М//
M М/ М//

M М1/ М1//

М1// M//⇒ Sq° Sp Sp° Sq.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: