42
Д. Изаак, Т. Уткина
Кружочки
Степы Мошкина
После факультатива по математике семиклассник Степа Мошкин зашел к своему однокласснику Олегу. Тот решил воспользоваться Степным приходом.
— Дай списать геометрию, а то я ничего не понимаю.
— Думаешь, после этого ты ста-neшь понимать ее лучше? — неожиданно возразил Степа, решивший на этот раз проявить сознаательность.
— Ну как в этой геометрию разобраться? — воскликнул Олег. — Вот в алгебре, там куда ни шло, считай себе, пока ответ не получится. А в геометрии перемещений ни увидшь, ни пошулаешь, а сейчас еще кружочки какие-то, эти, как их, композиции…
— Мы на факультативе как раз разбирали композиции перемещений.
И знаешь — с ним точно, как в алгебре: считаем, считаем и ответ получаем. Так здорово! Давай расскажу!
— Зачем мне твой факультатив? Ты лучше сказал бы, как домашние задания решать.
Ребята спорили не долго: энтузизм Степы оказался сильнее Олега. Вскоре на столе появились листки для черновика, ручки и чистая двухопеечная тетрадь в клеточку. Поначалу Степа пытался подражать Марии Васильевне, но быстро сbilся на более волную речь:
— Ты понимаешь, кружокек — это вроде как в алгебре умножение, операция такая между буквами,— начал Степа.— Только буквы не числа обозначают, а перемешения. И как в алгебре, скобки все равно как ставить.
Степа написал в чистовой тетради
(1)
— Это законом ассоциативности называется. А тожественное перемещение , это когда все точки на месте остаются, вроде единиц们
(2)
43
И у каждой перемещения образное есть, обозначается; для него
(3)
— Все понятно,— сказал Олег,— только вот чего ты самое простое свойство не приведел?
И Олег написал на черновике .
— Э нет, это как раз для перемещения не всегда верно,— сказал Степа. В чистой терради появился такая запись с рисунком:
Пример. .
В примере Олег быстро разобрался (а вы?); Степа же в чистую терради написал еще две строки:
снабдив их таким комментарием:
— Как в алгебре: обе части равенства можно «умножить» на одно и то же перемещение, и сокращать тоже можно. Только с одной и той же стороны. Вот так: делать нельзя!
— Почему? — спросил Олег, но тут же сам себе ответил.— Если , как в примере, то тогда чепуха получается.
Затем Степа решил проверить, какие перемещения все-tаки знает Олег. Когда он выжал из Олега слова «центральная симметрия», ребята вспомнили обозначение (для симметрии с центром ), и Степа написал Олег, подумав немного, стер знак вопроса, и в терраде появилась такая запись:
(5)
Тут Степа предложил более сложный вопрос: Когда ребята разобрались с этим в черновике, Олег аккуратно записал:
Композиция двух центральных симметрий — перенос:
(6)
Под рисунком
Степа добавил доказательство:
Следующий вопрос Степы вы, наверное, угадали: Со Степиной подсказкой Олег решил и эту задачу; записал он результат так:
Композиция трех центральных симметрий — тоже центральная симметрия:
(7)
эде — такая точка, что
(8)
Доказательство.
— Мы с тобой так и будем под знаками = и => ставить цифрыки, чтобы не забыть, откуда у нас что получилось,— посянл Степа.
Затем Олег вспомнил, что, кроме центраной, былает и освая симметрия: ; в терраде он тут же записал:
(9)
после чего ребята стали размышлять над вопросом Вспомив факультатив, Степа предложил это сделать сначала в случае, когда . В терраде всё появилась такая запись:
44
Композиция осевых симметрис с перепределениями осями — центральная симметрия:
если и .
Вместо доказательства они сделали рисунок.
А для случая ребята написали:
Композиция двух осевых симметрис с параллельными осями — параллельный перенос:
если , , , .
Доказательство. , где .
Вот видшь, — торжествовал Степа, — считаем, считаем, ответ получаем! А наши ответы — равенства — тем хороши, что их можно в обе стороны читать. Вот последнее, например, можно прочитать так:
Всякий параллельный перенос можно представить в виде композиции двух осевых симметрис, оси которых перепределкины направленную переноса и отсутств друг от друга на половину его длины.
Ребята вернулись к задаче “” в общем случае, когда пересекает . Появились новые записы, а вместо доказательства — рисунок:
Композиция двух осевых симметрис с пересекающим осями — поворот:
эде и между и .
Степа объявил, что и это соответствие можно «прочитать в другой стороны»: поворот можно представить в виде композиции двух осевых симметрис, оси которых пересекаются в центре поворота и уелем между которых равен половине уелела поворота.
Затем ребята заняли поворот ; в тердаке появились следующие записи:
Композиция двух поворотов — поворот:
если** — точка пересечения прямых и , еде .
Доказательство. .
*) Ребята забили написать, что берется наименьший угол между и .
**) Ребята забили потребовать , и .