Zentrische Streckungen (2011/12): Unterschied zwischen den Versionen

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=Zentrische Streckungen=
=Zentrische Streckungen=
==Begriff der zentrischen Streckung==
==Begriff der zentrischen Streckung==
===Definition II.05: (zentrische Streckung)===
===Definition II.07: (zentrische Streckung)===
::Es sei <math>Z</math> ein beliebig aber fest gewählter Punkt der Ebene. Ferner sei <math>k \in \mathbb{R} \setminus {0}</math>k
::Es sei <math>Z</math> ein beliebig aber fest gewählter Punkt der Ebene <math>\varepsilon</math>. Ferner sei <math>k \in \mathbb{R} \setminus\left{ 0 \right}</math>. Unter der zentrischen Streckung <math>ZS_{Z,k}</math>mit dem Streckzentrum <math>Z</math> und dem Streckfaktor <math>k</math> versteht man eine Abbildung von <math>\varepsilon</math> auf sich mit <math>\forall P \in \varepsilon : ZS_{Z,k} (P) = Z + k \vec{ZP} </math>.<br /><br />
Experimentieren Sie mit verschiedenen Werten von <math>k</math> und verschiedenen Positionen von <math>P</math> (Strg + f löscht die Spur):<br /><br />
 
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==Eigenschaften zentrischer Streckungen==
===Satz II.08===
::Eine zentrische Streckung <math>ZS_{Z,k}</math> ist genau dann die Identität, wenn <math>k=1</math> gilt.
===Beweis von Satz II.08===
::trivial, entsprechend der Definition II.07
===Satz II.09===
:: Es seien <math>A,B,C</math> drei Punkte und <math>A',B',C'</math> deren Bilder bei der zentrischen  Streckung <math>ZS_{Z,k}</math>.  Wenn <math>\operatorname{koll}(A,B,C)</math>, dann <math>\operatorname{koll}(A',B',C')</math>.
===Beweis von Satz II.09===
::Übungsaufgabe
::Hinweise:
::: (I) <math>\operatorname{koll}(A,B,C) \Leftrightarrow \operatorname{Zw}(A,B,C) \vee \operatorname{Zw}(B,A,C) \vee \operatorname{Zw}(A,C,B) </math>
::: (II) <math>\operatorname{Zw}(A,B,C) \Leftrightarrow |AB|+|BC|=|AC|</math>
::: Den Rest erledigen die Strahlensätze.
===Satz II.10: Korollar aus Satz II.09===
:: Jede zentrische Streckung ist geradentreu.
 
===Satz II.11===
::Für jede zentrische Streckung <math>ZS_{Z,k}</math> gilt: Jede Gerade, die durch durch <math>Z</math> geht, ist ein Fixgerade bei <math>ZS_{Z,k}</math>.
===Beweis II.11===
::trivial (Der Leser überzeuge sich davon.)
===Satz II.12===
:: Es sei <math>g</math> eine Gerade und <math>g'</math> ihr Bild bei <math>ZS_{Z,k}</math>. Es gilt: <math>g \|| g'</math>.
[[Kategorie:Elementargeometrie]]
 
===Beweis von Satz II.12===
====Fall 1====
::<math>Z \in g</math>
::: Nach Satz II.11 gilt <math>g \equiv g'</math> und damit <math>g \|| g'</math>.
====Fall 2====
:: <math>Z \not\in g</math>
::: Annahme: <math>\exist S \in g \cap g'</math>
::::Fall 2.1: <math>\exist T \in g \cap g', T \not\equiv S</math>
::::trivial, <math>g \equiv g'</math>
::::Fall 2.2: <math>\left{S\right}=g \cap g'</math>
::::Übungsaufgabe
 
Seien P und Q zwei feste aber beliebige Punkte auf g. Nach Definition und Voraussetzung gilt nun für die Bilder von P und Q folgendes:
<math>|ZP'| = |ZP|k</math> und <math>|ZQ'| = |ZQ|k</math>.<br />
Nun gilt: <math>\frac{|ZQ|k} {|ZQ|} = \frac{|ZP|k} {|ZP|} = k </math>.<br />
Es gilt nach der Umkehrung des ersten Strahlensatzes (I. STS), dass g zur Menge aller Bildpunkte von g bei einer zentrischen
Streckung (also unserer Geraden g') {{Schrift_orange|parallel ist.}}
q. e. d.
<br />
--[[Benutzer:HecklF|Flo60]] 23:05, 22. Mai 2012 (CEST)

Aktuelle Version vom 22. Mai 2012, 21:09 Uhr

Zentrische Streckungen

Begriff der zentrischen Streckung

Definition II.07: (zentrische Streckung)

Es sei Z ein beliebig aber fest gewählter Punkt der Ebene ε. Ferner sei Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle k \in \mathbb{R} \setminus\left{ 0 \right}} . Unter der zentrischen Streckung ZSZ,kmit dem Streckzentrum Z und dem Streckfaktor k versteht man eine Abbildung von ε auf sich mit Pε:ZSZ,k(P)=Z+kZP.

Experimentieren Sie mit verschiedenen Werten von k und verschiedenen Positionen von P (Strg + f löscht die Spur):

GeoGebra

Eigenschaften zentrischer Streckungen

Satz II.08

Eine zentrische Streckung ZSZ,k ist genau dann die Identität, wenn k=1 gilt.

Beweis von Satz II.08

trivial, entsprechend der Definition II.07

Satz II.09

Es seien A,B,C drei Punkte und A,B,C deren Bilder bei der zentrischen Streckung ZSZ,k. Wenn koll(A,B,C), dann koll(A,B,C).

Beweis von Satz II.09

Übungsaufgabe
Hinweise:
(I) koll(A,B,C)Zw(A,B,C)Zw(B,A,C)Zw(A,C,B)
(II) Zw(A,B,C)|AB|+|BC|=|AC|
Den Rest erledigen die Strahlensätze.

Satz II.10: Korollar aus Satz II.09

Jede zentrische Streckung ist geradentreu.

Satz II.11

Für jede zentrische Streckung ZSZ,k gilt: Jede Gerade, die durch durch Z geht, ist ein Fixgerade bei ZSZ,k.

Beweis II.11

trivial (Der Leser überzeuge sich davon.)

Satz II.12

Es sei g eine Gerade und g ihr Bild bei ZSZ,k. Es gilt: g|g.

Beweis von Satz II.12

Fall 1

Zg
Nach Satz II.11 gilt gg und damit g|g.

Fall 2

Z∉g
Annahme: Sgg
Fall 2.1: Tgg,T≢S
trivial, gg
Fall 2.2: Fehler beim Parsen (Syntaxfehler): {\displaystyle \left{S\right}=g \cap g'}
Übungsaufgabe
Seien P und Q zwei feste aber beliebige Punkte auf g. Nach Definition und Voraussetzung gilt nun für die Bilder von P und Q folgendes:
|ZP|=|ZP|k und |ZQ|=|ZQ|k.
Nun gilt: |ZQ|k|ZQ|=|ZP|k|ZP|=k.
Es gilt nach der Umkehrung des ersten Strahlensatzes (I. STS), dass g zur Menge aller Bildpunkte von g bei einer zentrischen Streckung (also unserer Geraden g') parallel ist. q. e. d.


--Flo60 23:05, 22. Mai 2012 (CEST)