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In questo capitolo si affrontano i seguenti argomenti:

  1. Cos’è una rotazione e quali sono le sue proprietà.
  2. Cosa sono gli elementi uniti in una rotazione.
  3. Cosa sono le rotazione di un poligono regolare.
  4. Cosa dice l’algebra sulle rotazioni.

Definizione

Una rotazione rispetto a un centro O è una trasformazione che fa ruotare attorno a O, ogni punto del piano di uno stesso angolo,

Una rotazione è determinata dal centro e dall’angolo.

La funzione principale è quella che dato un punto, un centro e un angolo costruisce la rotazione del punto. Per cui:

Ovviamente punto, centro e angolo dovranno essere rispettivamente il punto che vogliamo trasformare, il centro di rotazione e l’angolo di rotazione creati precedentemente. Dopo la chiamata, p_1 conterrà il riferimento al punto immagine di p_0 nella rotazione.

La funzione RuotaPunto(punto, centro, ang) dovrà:

  1. creare una semiretta invisibile passante per centro e p_0;
  2. su questa semiretta riportare l’angolo;
  3. intersecare questa semiretta con una circonferenza centrata in centro e passante per p_0;
  4. dare come risultato questa intersezione.

Una possibile soluzione:

Soft Jump Zaino mud poliestere Uppsala def ruotapunto(punto, centro, angolo, **kargs):
    """Restituisce la rotazione di punto dati centro e angolo."""
    lato_0 = ig.Ray(centro, punto, width=1)
    ang = ig.Angle(punto, centro, angolo)
    lato_1 = ang.side1(width=1)
    circ = ig.Circle(centro, punto, width=1)
    return ig.Intersection(circ, lato_1, 1, **kargs)

Avviato IDLE creiamo una nuova finestra (menu-File-New window) e la salviamo, in una nostra cartella, con il nome rota01_proprieta.py. Inizia questo programma con un’intestazione adeguata: alcuni commenti che contengano la data, il nostro nome e un titolo.

Il programma potrà assomigliare a questo:

# Rotazioni: proprietà

# lettura delle librerie
import pyig as ig

# funzioni
def ruotapunto(punto, centro, angolo, **kargs):
    """Restituisce la rotazione di punto dati centro e angolo."""
    lato_0 = ig.Ray(Uppsala poliestere Soft Jump Zaino mud centro, punto, width=1)
    ang = ig.Angle(punto, centro, angolo)
    Zaino mud poliestere Jump Soft Uppsala lato_1 = ang.side1(width=1)
    circ = ig.Circle(centro, punto, width=1)
    return ig.Intersection(circ, lato_1, 1, **kargs)

# programma principale
ip = ig.InteractivePlane()

# Creo l'asse di simmetria
centro = ig.Point(-3, -2, width=6, name='O')
angolo = ig.Angle(ig.Point(-5, 10, width=6),
                  ig.Point(-10, 10, width=6),
                  ig.Point(-6, 12, width=6), name='alfa')
angolo.side0(width=1Uppsala poliestere Zaino Jump mud Soft )
angolo.side1(width=1)

# Punto A e il suo punto ruotato
a_0 = ig.Point(6, -1, width=6, name="A")
a_1 = ruotapunto(a_0, centro, angolo, width=6, name="A'")

# attivazione della finestra grafica
ip.mainloop()

Eseguiamo il programma, muoviamo i punti base, il punto A' deve corrispondere al punto A nella rotazione. Se tutto funziona siamo pronti per esplorare le caratteristiche delle rotazioni.

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Cambia l’angolo di rotazione, cosa avviene quando è di 360°?

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Quando l’angolo di rotazione è un multiplo di 360° la rotazione diventa una particolare trasformazione: l’identità.

Costruisci ora un nuovo punto B e B', il suo trasformato nella rotazione. Poi crea i segmenti AB e A'B' e visualizzane la misura. Puoi formulare la congettura: A'B' è congruente ad AB. Prova a dimostrarla.

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Costruisci un punto P vincolato al segmento AB e il suo simmetrico Jump poliestere Uppsala Zaino Soft mud Jump Zaino poliestere Soft mud Uppsala P':

p = ig.ConstrainedPoint(ab, .3, width=6, color='olive drab', name="P")
p1 = simmpunto(p, asse, width=6, color='olive drab', name="P'")

Muovi il punto P, cosa osservi?

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Costruisci un nuovo punto C e C', costruisci il poligono ABC, e il poligono A'B'C'. Cosa si può concludere circa i triangoli ABC e A'B'C'?

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Cosa puoi dire sull’orientamento dei vertici del triangolo ABC e del suo trasformato A'B'C'?

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Riassumendo

  • La rotazione è una trasformazione geometrica che trasforma segmenti in segmenti congruenti, perciò è una isometria.

  • La rotazione mantiene il verso dei poligoni.

  • Se un punto appartiene ad un segmento, il suo ruotato appartiene al ruotato del segmento.

  • Il programma completo:

    # Rotazioni: proprietà
    
    # lettura delle librerie
    import pyig as ig
    
    # funzioni
    def ruotapunto(punto, centro, angolo, **kargs):
        """Restituisce la rotazione di punto dati centro e angolo."""
        lato_0 = ig.Ray(centro, punto, width=Jump mud Uppsala Soft poliestere Zaino 1)
        ang = ig.Angle(punto, centro, angolo)
        lato_1 = ang.side1(width=1)
        circ = ig.Circle(centro, punto, width=1)
        return ig.Intersection(circ, lato_1, 1, **kargs)
    
    # programma principale
    ip = ig.InteractivePlane()
    
    # # Creo il centro e l'angolo di rotazione
    centro = ig.Point(-3, -2, width=6, mud Uppsala Soft poliestere Jump Zaino name='O')
    angolo = ig.Angle(ig.Point(-5, 10, width=Zaino Jump mud poliestere Uppsala Soft 6),
                      ig.Point(-10, 10, width=6),
                      ig.Point(-6, 12, width=6), name='alfa')
    angolo.side0(width=1)
    angolo.side1Jump poliestere mud Uppsala Soft Zaino (width=1)
    
    mud poliestere Soft Jump Zaino Uppsala # Punto A e A'
    a_0 = ig.Point(6, -1, width=6, name=Zaino Uppsala Soft poliestere Jump mud "A")
    a_1 = ruotapunto(a_0, centro, Uppsala Soft mud poliestere Jump Zaino angolo, width=6Zaino Jump poliestere Soft Uppsala mud , name="A'")
    
    # Punto B e B'
    b_0 = ig.Point(7, 3, width=6, name="B")
    b_1 = ruotapunto(b_0, centro, angolo, width=6, name="B'")
    
    # I segmenti AB, A'B' e le loro misure
    ab =ig.Segment(a_0, b_0, width=6, color='violet')
    a1b1 =ig.Segment(a_1, b_1, width=6, color='violet')
    ig.VarText(-7, -7, "AB = {}", ab.length())
    ig.VarText(-7, -8, "A'B' = {}", a1b1.length())
    
    # P vincolato alla retta AB
    p_0 = ig.ConstrainedPoint(ab, .3, width=6,
                              color='olive drab', name="P")
    p_1 = ruotapunto(p_0, centro, angolo, Jump Uppsala Soft poliestere Zaino mud width=6,
                     color='olive drab', name="P'")
    
    # Punto C, C', i triangoli ABC e A'B'C'
    c_0 = ig.Point(-1, 1, width=6, name="B")
    c_1 = ruotapunto(c_0, Jump Zaino Soft Uppsala mud poliestere centro, angolo, width=6, name="C'")
    ig.Polygon((a_0, b_0, c_0), width=4, color='violet', intcolor='gold')
    ig.Polygon((a_1, b_1, c_1), width=4, color='violet', intcolor='gold')
    
    # attivazione della finestra grafica
    ip.mainloop()
    

Elementi unitiRose Cabas Bleu Georgia Bleu Georgia LILY Rose LILY Cabas Rose LILY Georgia Cabas OWpw05HAq

Avvia un nuovo programma e salvarlo con il nome: rota02_elementiuniti.py e scrivi funzione ruotapunto(punto, centro, angolo, **kargs) che restituisce il corrispondente di un punto nella rotazione. Questa volta le linee di costruzione falle invisibili.

Quali sono gli elementi uniti di una rotazione?

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Riassumendo

  • In una trasformazione un elemento si dice unito se viene trasformato in se stesso.
  • In una rotazione sono elementi uniti:
    • il punto . . . . . . . . . . . . . . .
    • le circonferenze . . . . . . . . . . . . . . .

Equazioni di alcune rotazioni

Avvia un nuovo programma e salvarlo con il nome: rota03_equazioni.py. Scrivi la solita funzione ruotapunto(punto, centro, angolo, **kargs).

Nel programma principale crea:

  • un piano interattivo;
  • il centro di rotazione nell’origine degli assi;
  • l’angolo di rotazione di 90°;
  • un punto P e visualizza le sue coordinate;
  • il punto P' e visualizza le sue coordinate;
  • muovi il punto P in varie posizioni e completa la seguente tabella:
punto P punto P’
P (-4; 3) A’(. . . . . ; . . . . .)
P (1; -4) B’(. . . . . ; . . . . .)
P (. . ; . . ) C’(. . . . . ; . . . . .)
P (x; y) P’(. . . . . ; . . . . .)

Nella rotazione di 90° con centro nell’origine degli assi: l’ascissa del generico punto P' è . . . . . . . . . . . . . . . ; l’ordinata del generico punto P’, è . . . . . . . . . . . . . .

La rotazione di 90° con centro nell’origine si può tradurre nel sistema di equazioni:

In modo analogo esplora le rotazioni di 180°, 270° e 360°.

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Riassumendo

Prova tu

Sul quaderno completa le seguenti frasi.

  1. Una rotazione è
  2. In una rotazione figure corrispondenti sono
  3. In una rotazione:
    1. sono punti uniti
    2. sono circonferenze unite
  4. Le equazioni di alcune rotazioni sono: