Die Geradenspiegelung und ihre Eigenschaften SoSe 14: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 7. Juli 2014, 09:06 Uhr

Im Folgenden werden wir uns mit Geometrie in der Ebene beschäftigen. Speziell betrachten wir so genannte Abbildungen der Ebene auf sich selbst und hier wiederum nur ganz bestimmte Abbildungen, die so genannten Kongruenzabbildungen.

Inhaltsverzeichnis

1 Definition V.1 : (Abbildung )
2 Definition V.2 : (involutorische Abbildung)
3 Definition V.3 : (Geraden- oder Achsenspiegelung )
4 Konstruktion der Geradenspiegelung mit Zirkel und Lineal
5 Definition V.4 : (Fixpunkte)
6 Definition V.5 : (Fixgerade)
7 Definition V.6 : (Fixpunktgerade)
8 Eigenschaften einer Geradenspiegelung

Definition V.1 : (Abbildung $\varphi$ )

Eine Zuordnung, die jedem Punkt P der Ebene eindeutig einen Bildpunkt P' zuordnet, nennt man Abbildung.

Schreibweise: $P'=\varphi (P)$

Definition V.2 : (involutorische Abbildung)

Eine Abbildung $\varphi$ , die bei zweifacher Ausführung ( $\varphi (\varphi )$ ) wieder zum Ursprungsbild führt (identische Abbildung), nennt man involutorisch oder involutorische Abbildung.

Definition V.3 : (Geraden- oder Achsenspiegelung $S_g$ )

Gegeben sei eine Gerade g in der Ebene. Die Geraden- oder Achsenspiegelung $S_g$ ist die Abbildung der Ebene auf sich selbst, die nach folgender Abbildungsvorschrift jeden Punkt P seinem Bildpunkt P' zuordnet.

$\forall P\in g\Rightarrow P=P'$
$\forall P\not\in g\Rightarrow PP'\perp \ g \wedge \left| PS \right|=\left| P'S \right|$ mit $\left\{ {S} \right\}=\ g \cap PP'$

Nutzen Sie die folgende GeoGebra-Applikation um den Punkt P an der Geraden g zu spiegeln. Verschieben den Punkt P bzw. die Gerade g um die Definition der Geradenspiegelung nachzuvollziehen.

Konstruktion der Geradenspiegelung mit Zirkel und Lineal

Erinnern Sie sich an Ihre Schulzeit zurück: Wie haben Sie in der Schule mit Zirkel und Lineal eine Geradenspiegelung angefertigt?
Ihre Beschreibung (gerne auch als Bild):

Definition V.4 : (Fixpunkte)

Wenn bei einer Abbildung $\varphi$ ein Bildpunkt P' mit seinem Urbild P zusammenfällt (P wird auf sich selbst abgebildet), dann heißt P Fixpunkt der Abbildung $\varphi$ .

formal: $P=\varphi (P)=P'$

Aufgabe: Welche Punkte sind bei der Geradenspiegelung Fixpunkte?

Definition V.5 : (Fixgerade)

Wenn bei einer Abbildung $\varphi$ eine Bildgerade g' mit ihrem Urbild g zusammenfällt, dann heißt g Fixgerade der Abbildung $\varphi$ .

Aufgabe: Gibt es Fixgeraden bei der Geradenspiegelung und welche sind dies ggf.?

Antwort: 1) die Gerade g als Spiegelachse, 2) alle Geraden, die senkrecht auf g stehen --TheBurni (Diskussion) 17:39, 23. Jun. 2014 (CEST) Das ist korrekt. Super!--Tutorin Anne (Diskussion) 14:02, 24. Jun. 2014 (CEST)

Definition V.6 : (Fixpunktgerade)

Wenn jeder Punkt P einer Fixgeraden g auf sich selbst abgebildet wird, so ist die Fixgerade g auch Fixpunktgerade.

$g=\varphi(g)=g'$ (Beitrag von Matheschüler)

Aufgabe: Gibt es Fixpunktgeraden bei der Geradenspiegelung und welche sind dies ggf.?

alle Geraden $g \equiv$ Spiegelachse sind Fixgeraden (Beitrag von Matheschüler)
Bitte immer Signatur mit Zeitstempel, Matheschüler. Ich verstehe aus deinem Text, dass alle GEraden, die parallel zur Spiegelachse sind, Fixgeraden, oder meinst du Fixpunktgeraden sein sollen. DAs stimmt nicht. --Tutorin Anne (Diskussion) 14:05, 24. Jun. 2014 (CEST)
ich meinte: alle Geraden $g \equiv$ Spiegelachse sind Fixpunktgeraden
also alle Geraden, die mit der Spiegelachse identisch sind, sind Fixpunktgeraden --Matheschüler (Diskussion) 15:31, 4. Jul. 2014 (CEST)
Das stimmt.--Tutorin Anne (Diskussion) 10:06, 7. Jul. 2014 (CEST)

Eigenschaften einer Geradenspiegelung

abstandserhaltend: Der Abstand $\left| A'B' \right|$ zweier Bildpunkte $A'$ und $B'$ ist gleich dem Abstand $\left| AB \right|$ der beiden Urbilder A und B.
winkelmaßerhaltend: hier gilt analog: $\left| \angle ABC \right|= \left| \angle A'B'C' \right|$

diese beiden Eigenschaften lassen sich axiomatisch begründen, was wir hier aber nicht weiter vertiefen wollen. Alle weiteren Eigenschaften lassen sich aus der Abstands- und Winkelmaßerhaltung ableiten.

Satz V.1 :

Die Geradenspiegelung $S_g$ ist eine involutorische Abbildung, d. h. für alle Punkte A, B der Ebene gilt:

$B=S_g (A)\Rightarrow A=S_g (B)$

Beweis:

Satz V.2 (Streckentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Bei der Geradenspiegelung $S_g$ wird eine Strecke $\overline{AB}$ auf eine Strecke $\overline{A'B'}$ abgebildet. Dabei gilt: $S_g(A)=A'$ und $S_g(B)=B'$ .
Beweis:

Satz V.3 (Längentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Die Länge der Strecke $\overline{A'B'}$ , die bei der Geradenspiegelung $S_g(\overline{AB})$ entsteht ist gleich der Länge der Strecke $\overline{AB}$ .
Beweis:

Satz V.4 (Halbgeradentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Bei der Geradenspiegelung $S_g$ wird eine Halbgerade $\ AB^{+}$ auf eine Halbgerade $\ A'B'^{+}$ abgebildet. Dabei gilt: $S_g(A)=A'$ und $S_g(B)=B'$ .
Beweis:

Satz V.5 (Geradentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Bei der Geradenspiegelung $S_g$ wird eine Gerade $\ AB$ auf eine Gerade $\ A'B'$ abgebildet. Dabei gilt: $S_g(A)=A'$ und $S_g(B)=B'$ .
Beweis:

Satz V.6 (Winkeltreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Bei der Geradenspiegelung $S_g$ wird ein Winkel $\angle ABC$ auf einen Winkel $\angle A'B'C'$ abgebildet. Dabei stimmen die Winkelmaße beider Winkel überein.
Beweis:

Satz V.7 (Parallelentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Bei der Geradenspiegelung $S_g$ werden zueinander parallele Geraden $f$ und $h$ auf zwei zueinander parallele Geraden $f'$ und $h'$ abgebildet.

Beweis:

@@ Zeile 46: / Zeile 46: @@
 ich meinte: alle Geraden <math>g \equiv </math>Spiegelachse sind Fixpunktgeraden <br/>
 also alle Geraden, die mit der Spiegelachse identisch sind, sind Fixpunktgeraden --[[Benutzer:Matheschüler|Matheschüler]] ([[Benutzer Diskussion:Matheschüler|Diskussion]]) 15:31, 4. Jul. 2014 (CEST)
+<br /> Das stimmt.--[[Benutzer:Tutorin Anne|Tutorin Anne]] ([[Benutzer Diskussion:Tutorin Anne|Diskussion]]) 10:06, 7. Jul. 2014 (CEST)
 ===Eigenschaften einer Geradenspiegelung===

Die Geradenspiegelung und ihre Eigenschaften SoSe 14: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 7. Juli 2014, 09:06 Uhr

Inhaltsverzeichnis

Definition V.1 : (Abbildung $\varphi$ )

Definition V.2 : (involutorische Abbildung)

Definition V.3 : (Geraden- oder Achsenspiegelung $S_g$ )

Konstruktion der Geradenspiegelung mit Zirkel und Lineal

Definition V.4 : (Fixpunkte)

Definition V.5 : (Fixgerade)

Definition V.6 : (Fixpunktgerade)

Eigenschaften einer Geradenspiegelung

Satz V.1 :

Satz V.2 (Streckentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Satz V.3 (Längentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Satz V.4 (Halbgeradentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Satz V.5 (Geradentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Satz V.6 (Winkeltreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Satz V.7 (Parallelentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

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Definition V.1 : (Abbildung )

Definition V.2 : (involutorische Abbildung)

Definition V.3 : (Geraden- oder Achsenspiegelung )

Konstruktion der Geradenspiegelung mit Zirkel und Lineal

Definition V.4 : (Fixpunkte)

Definition V.5 : (Fixgerade)

Definition V.6 : (Fixpunktgerade)

Eigenschaften einer Geradenspiegelung

Satz V.1 :

Satz V.2 (Streckentreue der Geradenspiegelung ):

Satz V.3 (Längentreue der Geradenspiegelung ):

Satz V.4 (Halbgeradentreue der Geradenspiegelung ):

Satz V.5 (Geradentreue der Geradenspiegelung ):

Satz V.6 (Winkeltreue der Geradenspiegelung ):

Satz V.7 (Parallelentreue der Geradenspiegelung ):

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Satz V.2 (Streckentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Satz V.3 (Längentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Satz V.4 (Halbgeradentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Satz V.5 (Geradentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Satz V.6 (Winkeltreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):

Satz V.7 (Parallelentreue der Geradenspiegelung $S_g$ ):