Čo je otočná (rotačná) súmernosť?
Útvar má otočnú súmernosť (alebo rotačnú súmernosť), keď ho možno otočiť okolo pevného stredového bodu o menej ako 360° a útvar vyzerá úplne rovnako ako pred otočením.
Pevný bod sa nazýva stred otáčania (alebo stred súmernosti).
Obkresli tvar na pauzovací papier, zapichni špendlík do stredu a otoč papier. Každá poloha, v ktorej obkreslený tvar dokonale prekryje originál, je poloha súmernosti.
Rád otočnej súmernosti
Rád otočnej súmernosti je počet, koľkokrát útvar počas jedného celého otočenia o 360° vyzerá zhodne s originálom.
Uhol otočenia
Vydel 360° rádom súmernosti, aby si dostal najmenší uhol, o ktorý sa útvar zobrazí sám na seba.
| Tvar | Rád | Najmenší uhol |
|---|---|---|
| Kružnica | Nekonečný | Ľubovoľný uhol |
| Štvorec | 4 | 90° |
| Rovnostranný trojuholník | 3 | 120° |
| Obdĺžnik | 2 | 180° |
| Pravidelný päťuholník | 5 | 72° |
| Pravidelný šesťuholník | 6 | 60° |
| Rôznoramenný trojuholník | 1 | 360° (bez otočnej súmernosti) |
Každý útvar má rád aspoň 1, pretože celé otočenie o 360° vždy vráti útvar do pôvodnej polohy.
Stredová súmernosť
Stredová súmernosť je špeciálny prípad otočnej súmernosti s rádom 2 — útvar vyzerá rovnako po otočení o presne 180°.
Pre každý bod na útvare existuje zodpovedajúci bod na opačnej strane stredu v rovnakej vzdialenosti:
Pravidlo stredovej súmernosti
Stred O je stred úsečky AA′. Každý bod a jeho obraz sú od O rovnako vzdialené, ale na opačných stranách.
Stredovú súmernosť majú: obdĺžniky, štvorce, rovnobežníky, kružnice, všetky pravidelné mnohouholníky s párnym počtom strán a písmená S, Z, N.
Konštrukcia obrazu pri stredovej súmernosti
- 1
Nakresli priamku z bodu cez stred
Začni v bode A, nakresli priamku cez stred O a pokračuj za O ďalej. - 2
Odmeraj vzdialenosť OA
Pomocou pravítka alebo sieťového papiera zisti, ako ďaleko je A od O. - 3
Vyznač A′ na opačnej strane
Umiestni A′ do rovnakej vzdialenosti od O na opačnej strane priamky. - 4
Opakuj pre všetky kľúčové body
Urob totéž pre každý vrchol útvaru a potom spoj obrazové body v správnom poradí.
Má pravidelný šesťuholník otočnú súmernosť?
Áno. Pravidelný šesťuholník má otočnú súmernosť rádu 6.
Zobrazuje sa sám na seba po otočeniach o: 60°, 120°, 180°, 240°, 300° a 360°.
Keďže rád je 6 (čo zahŕňa 180°), šesťuholník má aj stredovú súmernosť.
Nájdenie obrazu bodu pri stredovej súmernosti
Stred súmernosti je a bod .
Obraz nájdeme zmenou znamienka oboch súradníc:
Overenie: je stred úsečky — stred bodov a je . ✓
Prax: hracie karty
Štandardná hracia karta (napríklad šestka srdiečok) vyzerá rovnako po otočení o 180° — symboly sú čitateľné aj pre hráča naproti. Toto je stredová súmernosť využívaná v praxi.
Prax: koleso a snehové vločky
Koleso so 6 lúčmi má otočnú súmernosť rádu 6 — vyzerá rovnako každých 60°. Preto kolesá fungujú hladko — každá časť je vyvážená.
Snehová vločka má tiež otočnú súmernosť rádu 6. Všetky prírodné vločky sú šesťuholníkové vďaka štruktúre ľadových kryštálov.
Časté chyby
- Počítanie celého otočenia o 360° ako osobitnej polohy — celý obrat vždy zobrazí každý útvar na seba a nepočíta sa osobitne.
- Zamieňanie osovej a stredovej súmernosti — rovnobežník má stredovú súmernosť (rád 2), ale nemá osovú súmernosť.
- Zabudnutie, že rád 1 znamená žiadnu otočnú súmernosť — ak sa útvar zhoduje iba po otočení o 360°, otočnú súmernosť nemá.
- Umiestnenie obrazu na nesprávnu stranu stredu — A a A′ musia byť na opačných stranách O.
Cvičné príklady
Pravidelný päťuholník sa otáča okolo svojho stredu. Po koľkých stupňoch vyzerá po prvýkrát rovnako ako na začiatku?
Zobraziť odpoveď
Bod A má súradnice (4, −2) a stred súmernosti je v počiatku O = (0, 0). Aké sú súradnice obrazu A′?
Zobraziť odpoveď
Má obdĺžnik stredovú súmernosť? Vysvetli.