Verschiebungen 2010

Aus Geometrie-Wiki

Konstruktion des Bildes eines Punkte bei einer Verschiebung

Unter Verwendung der Vektorrechnung (Pfeilklassen)

GeoGebra



"Konstruktionsvorschrift": P=P+AB



Konstruktionsbeschreibung

Gegeben sind ein Punkt  D und sein Bildpunkt  D, sowie ein Punkt  P. Gesucht ist sein Bildpunkt  Pbei der Verschiebung an DD

(1) Für den Fall, dass gilt:  D,D,P sind nicht kollinear.

1. Parallele zu DD durch  P
2. Parallele zu DP durch  D
3. Der Schnittpunkt der beiden zuvor konstruierten Parallelen ist der gesuchte Punkt  P

(2) Für den Fall, dass gilt:  D,D,P sind kollinear.

1. Konstruiere einen beliebigen Punkt  Q der Ebene der nicht kollinear zu  D,D,P ist.
2. Konstruiere den Bildpunkt  Q von  Q bei der Verschiebung an DD, wie in (1) beschrieben.
3. Konstruiere nun den Bildpunkt  P von  P bei der Verschiebung an QQ wie in (1) beschrieben.  P ist nun auch der gesuchte Bildpunkt für die Verschiebung an DD, da DD und QQ den gleichen Richtungssinn haben. --Steph85

>Eine gute Konstruktionsanweisung! Nur kann man schreiben: Parallele zu einer Strecke? Oder sollte man nicht lieber die "Overline" in Fall1, Punkt 1 und 2 weglassen? weglassen? --Tja??? 17:11, 17. Nov. 2010 (UTC)

Definition der Verschiebung

...

Eine andere Möglichkeit der Definition?

Es sei AB ein Pfeil. Unter der Verschiebung längs des Pfeiles AB vresteht man eine Abbildung der Ebene auf sich, mit folgenden Eigenschaften:
Für das Bild eines Punktes P, benannt mit P' muss gelten:
1. | AB|=| PP|
2. AB PP
3. AB und PP haben den selbern Richtungssinn
--Tja??? 17:23, 16. Nov. 2010 (UTC)

Sätze

Satz: Jede Verschiebung ist eine Bewegung.

An dieser Stelle wird nur der allgemeinste Fall bewiesen (siehe Skizze), da die Beweise der anderen Fälle laut Herr Gieding immer ähnlich ablaufen.

GeoGebra




Es sei  V eine Verschiebung längs des Pfeiles AB und  P,Q zwei beliebige Punkte der Ebene mit ihren Bildern  P,Q bei  V, die voneinander verschieden sind und nicht auf dem Pfeil AB liegen.
Wir haben zu zeigen, dass PQPQ ist. Es genügt natürlich zu zeigen, dass PQQP ein Parallelogramm ist, da in jedem Parllelogramm die gegenüberliegenden Seiten gleich lang sind.

Beweisschritt Begründung
1) PPQQ folgt unmittelbar aus der Definition der Verschiebung
2) ABPP ist ein Parallelogramm. folgt unmittelbar aus der Definition der Verschiebung ("Das Bild des Punktes  P ist der fehlende Eckpunkt des Parallelogramms ABPP.")
3) ABQQ ist ein Parallelogramm. folgt unmittelbar aus der Definition der Verschiebung
4) Aus ABPP und ABQQ folgt PPQQ (2), (3), Transitivität
5) PQQP ist ein Parallelogramm. (1), (4)


--Steph85

Satz 2: Jede fixpunktfreie Bewegung, ... , ist eine Verschiebung.

Satzvormulierungen:
Jede fixpunktfreie Bewegung,
bei der die Geraden durch beliebibige Punkt und ihre jeweiligen Bildpunkte parallel zueinander verlaufen,
ist eine Verschiebung.

oder kürzer, aber ungenau:
Jede fixpunktfreie Bewegung, bei de die Parallelität der Bild-Bildpunkt-Geraden gegeben ist,
ist eine Verschiebung.
--Tja??? 18:07, 17. Nov. 2010 (UTC)

oder vielleicht: Jede Bewegung, bei der es (min.)2 verschiedene Fixgeraden gibt, ist eine Verschiebung.

Satz:  V AB=  V DEunter der Vorraussetzung  AB DE , AB=DE und ABDE haben den gleichen Richtungssinn.

Vorraussetzung:
1. AB DE
2. AB=DE
3. ABDE haben den gleichen Richtungssinn
Behauptung:  V AB=  V DE
Beweis:
 P ist das Bild von  P bei der Verschiebung  V AB.  PP DE , da die Parallelität von Geraden transitiv ist. Es genügt zu zeigen, das  PE PD. Dies gilt, wenn PPED ein Parallelogramm ist. Dies ist nach Voraussetzung und dem Hilfssatz der Fall. ...
q.e.d.
--Tetraeder 17:36, 18. Nov. 2010 (UTC)


Hilfssatz: Wenn für ein konvexes Viereck  ABCD gilt: AB CD und AB=CD, dann ist  ABCD ein Parallelogramm.

Voraussetzung: konvexes Viereck  ABCD,  AB CD und AB=CD
zu zeigen:  AD BC

GeoGebra

Beweis

Beweisschritt Begründung
1) ACAC trivial (Reflexivität der Streckenkongruenz)
2) <DCA <BAC Wechselwinkelsatz+Voraussetzung
3) ACD=CAB SWS: Voraussetzung+(1)+(2)
4) <BCA<DAC (3), Def. kongruente Dreiecke
5)  AD BC (4), Umkehrung des Wechselwinkelsatz

- Tja???




==== Alternativer Beweis ====

Wenn wir zeigen, dass die Punkte  A und  D den selben Abstand von der Geraden  BC haben , dann haben wir damit gezeigt, dass gilt:  AD BC

GeoGebra


Beweis

Beweisschritt Begründung
1) Wir fällen das Lot von  A und  D auf die Gerade  BC
2)  LBA und  LCD, sowie  BAL und  CDL sind jeweil Stufenwinkel der Parallelen  AB und  CD Stufenwinkelsatz
3) ABCD Voraussetzung
4) Die Dreiecke ABL und DLC sind kongruent (2), (3), WSW
5) Die Punkte  A und  D haben somit den gleichen Abstand von  BC. Daraus folgt, zusammen mit der Voraussetzung, dass ABCD ein Parallelogramm ist.

- Steph85