Saltar al contenido principal
LibreTexts Español

5.4: Reflexión a través de una línea

  • Page ID
    114817
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Supongamos que\((AB)\) se dan el punto\(P\) y la línea. Para encontrar el reflejo\(P'\) de\(P\) lo ancho\((AB)\), uno deja caer una perpendicular desde\(P\) hacia\((AB)\), y la continúa a la misma distancia en el otro lado.

    Según el Teorema 5.3.1,\(P'\) está determinado de manera única por\(P\).
    Tenga en cuenta que\(P = P'\) si y solo si\(P \in (AB)\).

    Proposición\(\PageIndex{1}\)

    Asumir\(P'\) es un reflejo del punto\(P\) a través\((AB)\). Entonces\(AP' = AP\) y si\(A \ne P\), entonces\(\measuredangle BAP' \equiv -\measuredangle BAP\).

    Prueba

    Tenga en cuenta que si\(P \in (AB)\), entonces\(P = P'\). Por Corolario 2.4.1,\(\measuredangle BAP = 0\) o\(\pi\). De ahí sigue el enunciado.

    2021-02-04 9.36.19.png

    Si\(P \not\in (AB)\), entonces\(P' \ne P\). Por la construcción de\(P'\), la línea\((AB)\) es una bisectriz perpendicular de\([PP']\). Por lo tanto, según el Teorema 5.3.1,\(AP' = AP\) y\(BP' = BP\). En particular,\(\triangle ABP' \cong \triangle ABP\). Por lo tanto,\(\measuredangle BAP' = \pm \measuredangle BAP\).

    Desde\(P' \ne P\) y\(AP' = AP\), lo conseguimos\(\measuredangle BAP' \ne \measuredangle BAP\). Es decir, nos dejan con el caso

    \(\measuredangle BAP' = -\measuredangle BAP.\)

    Corolario\(\PageIndex{1}\)

    El reflejo a través de una línea es un movimiento del plano. Además, si\(\triangle P'Q'R'\) es el reflejo de\(\triangle PQR\), entonces

    \(\measuredangle Q'P'R' \equiv \measuredangle QPR.\)

    Prueba

    Tenga en cuenta que la composición de dos reflexiones a través de la misma línea es el mapa de identidad. En particular, cualquier reflexión es una biyección.

    2021-02-04 9.42.22.png

    Fijar una línea\((AB)\) y dos puntos\(P\) y\(Q\); denotar sus reflejos a través\((AB)\) de\(P'\) y\(Q'\). Demostremos que

    \[P'Q' = PQ;\]

    es decir, la reflexión es conservadora de distancia, sin pérdida de generalidad, podemos suponer que los puntos\(P\) y\(Q\) son distintos de\(A\) y\(B\). Por Proposición\(\PageIndex{1}\), lo conseguimos

    \(\begin{array} {rcl} {\measuredangle BAP'} & \equiv & {-\measuredangle BAP,} \\ {AP'} & = & {AP,} \end{array}\)\(\begin{array} {rcl} {\measuredangle BAQ'} & \equiv & {-\measuredangle BAQ,} \\ {AQ'} & = & {AQ.} \end{array}\)

    De ello se deduce que

    \[\measuredangle P'AQ' \equiv - \measuredangle PAQ.\]

    Por SAS,\(\triangle P'AQ' \cong \triangle PAQ\) y sigue 5.4.1. Además, también conseguimos que

    \(\measuredangle AP'Q' \equiv \pm \measuredangle APQ.\)

    A partir de 5.4.2 y el teorema sobre los signos de ángulos de triángulos (Teorema 3.3.1) obtenemos

    \[\measuredangle AP'Q' \equiv - \measuredangle APQ.\]

    Repitiendo el mismo argumento para un par de puntos\(P\) y\(R\), obtenemos que

    \[\measuredangle AP'R' \equiv -\measuredangle APR.\]

    Restar 5.4.4 de 5.4.3, obtenemos eso

    \(\measuredangle Q'P'R' \equiv -\measuredangle QPR.\)

    Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

    Mostrar que cualquier movimiento del plano puede presentarse como una composición de como máximo tres reflexiones a través de líneas.

    Pista

    Elija un triángulo arbitrario no degenerado\(ABC\). Supongamos que\(\triangle \hat{A} \hat{B} \hat{C}\) denota su imagen después del movimiento.

    Si\(A \ne \hat{A}\), aplicar la reflexión a través de la bisectriz perpendicular de\([A\hat{A}]\). Esta reflexión envía\(A\) a\(\hat{A}\). Dejar\(B'\) y\(C'\) denotar las reflexiones de\(B\) y\(C\) respectivamente.

    Si\(B \ne \hat{B}\), aplicar la reflexión a través de la bisectriz perpendicular de\([B'\hat{B}]\). Esta reflexión envía\(B'\) a\(\hat{B}\). Tenga en cuenta que\(\hat{A} \hat{B} = \hat{A} B'\); es decir,\(\hat{A}\) yace sobre la bisectriz perpendicular. Por lo tanto,\(\hat{A}\) se refleja a sí mismo. Supongamos que\(C''\) denota el reflejo de\(C'\).

    Por último, si\(C'' \ne \hat{C}\), aplicar la reflexión a través\((\hat{A}\hat{B})\). Tenga en cuenta que\(\hat{A}\hat{C} = \hat{A} C''\) y\(\hat{B}\hat{C} = \hat{B} C''\); es decir,\((AB)\) es la bisectriz perpendicular de\([C''\hat{C}]\). Por lo tanto, esta reflexión envía\(C''\) a\(\hat{C}\).

    Aplicar el Ejercicio 4.4.3 para mostrar que la composición de las reflexiones construidas coincide con el movimiento dado.

    Los movimientos de plan se pueden dividir en dos tipos, directos e indirectos. El movimiento\(f\) es directo si

    \(\measuredangle Q'P'R' = \measuredangle QPR\)

    para cualquiera\(\triangle PQR\) y\(P' = f(P)\),\(Q' = f(Q)\) y\(R' = f(R)\); si en cambio tenemos

    \(\measuredangle Q'P'R' \equiv -\measuredangle QPR\)

    para cualquiera\(\triangle PQR\), entonces el movimiento\(f\) se llama indirecto.

    En efecto, por Corolario\(\PageIndex{1}\), cualquier reflexión es un movimiento indirecto. Aplicando el ejercicio anterior, cualquier movimiento es una composición de reflexiones. Si el número de reflexiones es impar entonces la composición indirecta; si el número es par, entonces el movimiento es directo.

    Ejercicio\(\PageIndex{2}\)

    Dejar\(X\) y\(Y\) ser los reflejos de\(P\) a través de las líneas\((AB)\) y\((BC)\) respectivamente. Demostrar que

    \(\measuredangle XBY \equiv 2 \cdot \measuredangle ABC.\)

    Responder

    Tenga en cuenta que\(\measuredangle XBA = \measuredangle ABP, \measuredangle PBC = \measuredangle CBY\). Por lo tanto,

    \(\measuredangle XBY \equiv \measuredangle XBP + \measuredangle PBY \equiv 2 \cdot (\measuredangle ABP + \measuredangle PBC) \equiv 2 \cdot \measuredangle ABC.\)


    This page titled 5.4: Reflexión a través de una línea is shared under a CC BY-SA 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by Anton Petrunin via source content that was edited to the style and standards of the LibreTexts platform; a detailed edit history is available upon request.