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Aufgabe 4.1

Es seien $A, B, C$ drei nichtkollineare Punkte und $A', B', C'$ ihre Bilder bei der Bewegung $\beta$. Man beweise: Für jeden Punkt $P$ ist jetzt sein Bild $P'$ bei $\beta$ eindeutig bestimmt.

Voraussetzung: nkoll(A,B,C) sowie A', B' und C' und P Behauptung: $\beta (P)$ = P' ist eindeutig bestimmt für jede Abbildung.
Es sind nun verschiedene Fälle zu betrachten. Der einfachste Fall ist, dass alle Punkte Fixpunkte sind, dann haben wir - nach dem vorherigen Satz gezeigt - die Identität. In diesem Fall spielt es keine Rolle, ob $P \equiv A \vee P \equiv B \vee P \equiv C$ oder ob P verschieden von A, B oder C ist. In diesen Fällen sind wir fertig.

Nun Fall II: Bewegung ist nicht die Identität (hier spielt es übrigens schon eine Rolle, ob P verschieden ist von A, B oder C oder nicht. Da die Voraussetzung nicht erfüllt werden kann, wenn P nicht verschieden ist von den drei nichtkollinearen Punkten (kann durch eine Mittelsenkrechte ganz leicht gezeigt werden) nehmen wir an, dass dem nicht der Fall ist, also P ungleich A, B, C.

Bei der Bewegung bleiben die Abstände erhalten.

= $\left| A'B' \right|$ . Weiter bleibt nun $\left| AP \right| = \left| A'P' \right| und \left| PB \right| = \left| P'B' \right|$. 

Nun kann P (und somit auch später P') in zwei Halbebenen bzgl. AB liegen oder auf AB selbst. Wenn P aber auf AB liegt, sind wir fertig, denn dann ergibt sich nur eine Möglichkeit wegen der Zwischenrelation. Da nun aber zusätzlich gelten muss, dass $\left| PC \right| = \left| P'C' \right|$ ist nun folgendes unmittelbar einleuchtend und ersichtlich:
Wenn P und C bzgl. AB in verschiedenen Halbebenen liegen, liegen auch P' und C' in verschiedenen Halbebenen bzgl. AB. Wenn P und C bzgl. AB in ein und derselben Halbebene liegen, liegen auch P' und C' in ein und derselben Halbebene bzgl. AB. Demnach ist P' eindeutig.

Ich werde das ganze evtl. nochmal schöner schreiben, da es vielleicht verwirrend ist. Wenn mein Geogebra wieder funktioniert, schicke ich eine Applikation nach. --Flo60 20:21, 15. Nov. 2011 (CET)

Aufgabe 4.2

Es seien $a$ und $b$ zwei Geraden, die sich in genau dem Punkt $Z$ schneiden. Man beweise: Die Nacheinanderausführung $S_b \circ S_a$ ist eine Drehung um Z, wobei der Drehwinkel dieser Drehung doppelt so groß ist wie der Winkel zwischen den beiden Geraden $a$ und $b$.

Aufgabe 4.3

Sie haben mit Ihren Schülern den begriff der Drehung erarbeitet. Jetzt steht eine Erstfestigung an. Entwickeln Sie Fragestellungen, die sich auf die folgende Geogebra-Applikation beziehen und der Festigung des Begriffs der Drehung dienen. Beispiele:

1. Der Punkt $A$ wird bei einer Drehung um $Z$ auf den Punkt $B$ abgebildet. Wie groß ist der Drehwinkel dabei?
2. Ist es möglich, dass bei einer Drehung um $Z$ der Punkt $M_1$ auf den Punkt $M_2$ abgebildet wird?

Aufgabe 4.4

Sowohl die Punkte $M_i, 0<i<13, i \in \mathbb{N}$ als auch die Punkte $N_i, 0<i<13, i \in \mathbb{N}$ sind zueinander Bilder bei Drehungen um das Zentrum $Z_M$ bzw. $Z_N$. Berechnen Sie die Koordinaten dieser Drehzentren.