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17 Capitulo 2 Unidades Temáticas 2.1 Transformaciones Isométricas Contenido - Traslación, simetría y rotación de figuras planas. - Construcción de figuras por traslación, por simetría y por rotación en 60°, 90°, 120° y 180°. Aprendizaje Esperado - Caracteriza la traslación, la simetría y la rotación de figuras en un plano. - Describe los cambios que observan entre una figura y su imagen por traslación, rotación o simetría. - Construye, utilizando escuadra y compás o un programa computacional, figuras simétricas, trasladadas y rotadas. 18 Actividades para el aprendizaje, indicaciones al estudiante. Una isometría es una transformación que experimentan las figuras en el plano de modo que las figuras transformadas resultan congruentes con las figuras originales. Isometrías Hay varios tipos de transformaciones y comenzaremos a estudiarlas ahora: I Simetría Axial. Actividad 1 1.1 Con el botón , dibuja 3 puntos no colineales que representaran los vértices de un triángulo cualquiera, asígnales las letras A, B y C. 1.2 Selecciona el botón 1.3 Selecciona el botón y selecciona los puntos ABC. y dibuja 2 puntos en la región exterior del ABC, asígnale las letras D y E. 1.4 Selecciona el botón y marca los puntos D y E. 19 1.5 Selecciona el botón y haz clic en el polígono y luego sobre la recta. Debes obtener un nuevo polígono. 1.6 Selecciona el botón y haz clic en el polígono creado en el punto 1.5, asígnale el color verde. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados de los triángulos originales y transformado? b) ¿Qué ocurre con los ángulos de los triángulos originales y transformado? Utilizando la herramienta , selecciona uno de los vértices del polígono ABC y desplázalo por la pantalla. c) ¿Qué ocurre con los triángulos? Actividad 2 2.1 Selecciona el menú Archivo y luego la opción Guardar 2.2 Repite los pasos desde 1.1 a 1.6 del procedimiento anterior pero con un cuadrilátero. a) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados y de los ángulos del nuevo cuadrilátero? 20 Actividad 3 3.1 Dibuja un ABC y una recta, utilizando el procedimiento anterior. 3.2 Selecciona la herramienta y haz clic en la recta y luego en el vértice A del triángulo, utilizando el botón marca el punto de intersección entre las dos rectas. 3.3 Selecciona la herramienta y haz clic en el punto de intersección de las rectas y luego en el vértice A del triángulo (de esta manera se fija el radio de la circunferencia); a continuación marca el punto de intersección de la circunferencia con la recta que pasa por A, asignándole la letra A'. 3.4 Dibuja 2 rectas paralelas a la recta AA’, que pasen por los vértices B y C del ABC, 3.5 Repite el paso 3.3 con las dos rectas restantes, hasta obtener los puntos B' y C', tal como muestra la figura. 3.6 Utilizando la herramienta , selecciona los puntos A', B' y C' (de esta manera se visualiza el polígono). 21 3.7 Selecciona el botón y haz clic en la primera circunferencia creada, y en la sección visibilidad, selecciona ocultar y luego presiona cerrar. 3.8 Repite el paso 3.7 con las circunferencias restantes y las rectas AA' ; BB' ; CC'. 3.9 Selecciona el botón y haz clic en el ABC, cambia el color. 3.10 Repite el paso 3.9 con el A'B'C'. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados correspondientes de los ABC y A'B'C'? Sugerencia: Puedes utilizar la herramienta para determinar la medida de los lados. b) ¿Qué relación tienen los ángulos de los ABC y A'B'C'? Sugerencia: Puedes utilizar la herramienta para determinar la medida de los ángulos. 3.11 Selecciona uno de los vértices del ABC y desplázalo por la pantalla c) ¿Qué ocurre con el A'B'C'? 22 Actividad 4 4.1 Selecciona el menú Archivo y luego la opción Guardar 4.2 Repite el procedimiento anterior pero con un pentágono, tal como muestra la figura. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados y los ángulos de los polígonos? Actividad 5 5.1 Selecciona el menú Editar y luego la opción Mostrar u ocultar la rejilla, o bien, presionando las teclas Control + G. 5.2 Crea un polígono que tenga por vértices los puntos: (-4,2);(-5,4);(-3,5);(-2,3) 5.3 Determina la figura simétrica con respecto al eje X y luego al eje Y. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados y ángulos de los cuadriláteros construidos? b) ¿Qué puedes concluir respecto de la ubicación de los vértices de los cuadriláteros creados con respecto a los ejes del plano cartesiano? 23 Sugerencia: Desplaza el cuadrilátero original. c) ¿Qué ocurre con los cuadriláteros de los cuadrantes I y III? II Simetría Central. Actividad 6 6.1 Con el botón , dibuja 4 puntos que representaran los vértices de un cuadrilátero cualquiera. 6.2 Utilizando el botón apariencia asígnale los nombres A, B, C y D a los puntos creados. 6.3 Selecciona el botón y haz clic en los puntos A, B, C y D. 6.4 Con el botón correspondiente dibuja un punto cualquiera (fuera del polígono) 6.5 Asígnale el nombre CS(Centro de Simetría) 6.6 Selecciona la herramienta y haz clic en el polígono y luego sobre el punto CS 24 Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con las medidas de sus lados y los ángulos de los polígonos? b) ¿Qué ocurre si desplazas algún vértice del polígono ABCD? c) ¿Qué ocurre si desplazas el centro de simetría (CS)? Actividad 7 7.1 Con el botón , dibuja 4 puntos y asígnale las letras A, B, C y D. 7.2 Con el botón , selecciona los puntos A, B, C y D. 7.3 Con el botón correspondiente dibuja un punto cualquiera (fuera del polígono), asígnale el nombre CS(centro de simetría). 7.4 Selecciona el botón Semirrecta. Haz clic en el punto A y luego en el punto CS. 7.5 Dibuja una circunferencia seleccionando el botón , haz clic en el punto CS y luego en el punto A, marca el punto de intersección entre la circunferencia y la semirrecta, asignándole el nombre A'. 25 7.6 Repite el paso 7.5 con los puntos B, C y D. 7.7 Dibuja un polígono con los puntos A'B'C'D'. 7.8 Oculta las circunferencias y las rectas, tal como muestra la figura. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados y los ángulo de los polígonos ABCD y A'B'C'D'? b) ¿Qué ocurre si se desplaza el punto CS por la pantalla? c) ¿Qué ocurre si desplazas algún vértice del polígono ABCD? Actividad 8 8.1 Selecciona el menú Archivo y luego la opción Guardar 8.2 Construya un polígono siguiendo los pasos 7.1 a 7.8 y luego su figura simétrica utilizando un vértice como punto de simetría central. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre si se desplaza el punto CS(vértice) por la pantalla? b) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados y los ángulo de los polígonos? 26 Actividad 9 9.1 Selecciona el menú Editar y luego la opción Mostrar u ocultar la rejilla, o bien, con las teclas Control + G. 9.2 Dibuja un pentágono que tenga por vértices los puntos: (4,4);(7,3);(6,1);(5,2);(3,2) 9.3 Determina la figura simétrica con respecto al Centro de Simetría (0,0). Observa las figuras creadas y responde: a) ¿ Qué ocurre si desplazas algún vértice del pentágono? b) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados y ángulos de los polígonos? III Traslación. Actividad 10 10.1 Dibuja un polígono con 3 vértices A, B y C. 10.2 Con el botón correspondiente dibuja 2 puntos (en el exterior del ABC), asignándoles las letras D y E. 10.3 Selecciona el botón y haz clic en los puntos D y E. 10.4 Selecciona el botón y haz clic en el ABC y luego en el vector DE . 27 Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados y ángulos de los polígonos? 10.5 Selecciona el punto E del vector y desplázalo por la pantalla. b) ¿Qué ocurre con los triángulos construidos? 10.6 Selecciona el punto E y hazlo coincidir con el punto D. c) ¿Qué ocurre con los triángulos construidos? Actividad 11 11.1 Selecciona el menú Archivo y luego la opción Guardar. 11.2 Inventa un hexágono y repite desde el paso 10.1 al 10.4 pero con un sentido ED (opuesto del vector con respecto al de la actividad 10). Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con las medidas de los ángulos y lados homólogos de estos hexágonos? b) ¿Qué diferencia tiene en relación a la construcción anterior? 28 Actividad 12 12.1 Dibuja un triángulo que tenga por vértices los puntos A, B y C. 12.2 Con el botón correspondiente dibuja 2 puntos (en el exterior del ABC), asígnale las letras D y E 12.3 Selecciona el botón Vector y haz clic en los puntos creados en 12.2 12.4 Dibuja rectas paralelas al vector que pasen por los vértices A, B y C del polígono. 12.5 Mide la longitud del vector utilizando el botón 12.6 Selecciona el botón circunferencia y haga clic en un vértice del ABC y luego en la medida del vector. 12.7 Marca el punto de intersección entre la circunferencia y la recta asignándole el nombre A’ que pasa por A, 29 12.8 Repite el paso anterior con el resto de los vértices del polígono. 12.9 Marca los puntos de intersección entre las rectas y las circunferencias, asignándoles los nombres B' y C', según corresponde el vértice del ABC. 12.10 Con los puntos obtenidos en el paso anterior dibuja un polígono. 12.11 Utilizando el botón Apariencia, oculta las rectas y las circunferencias. 12.12 Selecciona el punto E del vector y desplázalo por la pantalla. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con el A'B'C'? 12.13 Selecciona el punto E y hazlo coincidir con el punto D. b) ¿Qué ocurre con los ABC y A'B'C'? 30 Actividad 13 13.1 Repite los pasos 12.1 a 12.11 pero con un hexágono no convexo, tal como muestra la figura. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué relación tienen las medidas de los lados y ángulos de los polígonos? Selecciona un punto del vector y desplázalo por la pantalla. b) ¿Qué ocurre con los polígonos? c) ¿Qué ocurre con las circunferencias? Actividad 14 14.1 Selecciona el menú Editar y luego la opción Mostrar u ocultar la rejilla, o bien, con las teclas Control + G. 14.2 Dibuja un polígono que tenga por vértices los puntos: (1,1);(1,4);(3,2) 14.3 Traslada la figura en 3 unidades y con dirección horizontal. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados y ángulos de los polígonos? b) ¿Cuáles son las coordenadas de los vértices del nuevo triángulo? 31 IV Rotación. Actividad 15 15.1 Dibuja un pentágono que tenga por vértices los puntos A, B, C, D y E 15.2 Dibuja 3 puntos cualquiera (en el exterior del pentágono) F, G y H. 15.3 Utilizando el botón Segmento une los puntos FG y GH. 15.4 Con el botón Angulo, selecciona los puntos F, G y H. 15.5 Mueva uno de los puntos de tal manera que el ángulo mida 60°. 15.6 Dibuja un punto y asígnale el nombre CG (Centro de Giro). 15.7 Utilizando el botón , selecciona el pentágono ABCDE, el punto CG y el FGH. 15.8 Selecciona el punto H y desplázalo por la pantalla Observa las figuras creadas y responde: a) ¿ Qué ocurre con las medidas de los lados y ángulos de los pentágonos? 15.9 Desplaza el punto H de tal manera que el ángulo quede en 0. b) ¿Qué ocurre con los polígonos? 32 Actividad 16 16.1 Selecciona el menú Archivo y luego la opción Guardar 16.2 Crea un polígono y repite los pasos 15.1 a 15.8 pero con un ángulo de 90°. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados y los ángulo de los polígonos? Actividad 17 17.1 Dibuja 4 puntos, asígnale los nombres A, B, C y D, luego dibuja un polígono con estos puntos. 17.2 Dibuja un punto y asígnale el nombre CG(Centro de Giro). 17.3 Con el botón circunferencia haz clic en CG y luego en A. 17.4 Repite el paso 17.3 con todos los vértices del polígono. Utilizando el botón , mide los lados del polígono. 17.5 Dibuja un punto en la circunferencia, asígnale el nombre C'. 33 17.6 Active la herramienta Circunferencia y haz clic en el punto C' y luego en la medida CD, marca los puntos de intersección, asígnale el nombre D'. 17.7 Determina todos los puntos de intersección que determinaran los vértices del nuevo polígono, para esto, repite el procedimiento. 17.8 Utilizando el botón apariencia oculta todas las circunferencias. 17.9 Una con segmentos los puntos C-CG y CG-C' 17.10 Con el botón ángulo selecciona los puntos C-CG-C' 17.11Utilizando el botón movimiento, desplaza el punto C', hasta que el ángulo quede en 90°. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué ocurre con las medidas de los lados y los ángulo de los polígonos? b) ¿Qué relación tienen los ángulos C-CG-C' y A-CG-A'? Sugerencia: Utilice el botón Angulo para determinar la medida de los ángulos. c) Desplaza el punto C' de tal manera que el ángulo quede en 0. d) ¿Qué ocurre con los polígonos? 34 Actividad 18 18.1 Dibuja un pentágono no convexo que tenga por vértices los puntos A, B, C, D y E, y un Centro de Giro CG. 18.2 Con el botón Semirrecta haz clic en A y luego en CG, 18.3 Dibuja una circunferencia de centro CG y radio ACG . 18.4 Marca la intersección de la semirrecta con la circunferencia, asignándole el nombre A'. 18.5 Repite los pasos 18.2 a 18.4 con el resto de los vértices. 18.6 Dibuja un polígono que tenga por vértices los puntos A', B', C', D' y E' 18.7 Oculta las circunferencias y semirrectas. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Cuál es el ángulo de Giro? b) ¿Qué propiedades cumplen estos polígonos? 35 Actividad 19 19.1 Selecciona el menú Editar y luego la opción Mostrar u ocultar la rejilla, o bien, presionando las teclas Control + G. 19.2 Crea un polígono que tenga por vértices los puntos: (2,2);(5,2);(4,3);(5,4);(3,4) 19.3 Rota el polígono en 90°, 120°, 180°.Con respecto al punto (0,0) Observa las figuras creadas y responde: a) ¿ Qué ocurre con las medidas de los lados y los ángulo de los polígonos? b) ¿Qué Puedes concluir respecto a la ubicación de los vértices de los polígonos creados con respecto a los ejes del plano cartesiano? 36 Teselación. Según la Real Academia Española, edición XIX del diccionario, la palabra tesela (del latín, tessella) significa "Cada una de las piezas cúbicas de mármol, piedra, barro cocido o cualquier otra material, con que los antiguos formaban los pavimentos de mosaico" Actividad 20 20.1 Dibuja un triángulo equilátero ABC. 20.2 Utilizando el botón , marca el punto medio del lado AB, asignándole el nombre SC. El primer paso es determinar el polígono simétrico al polígono creado con respecto al punto medio del lado de este. Simetría Central: Son aquellas transformaciones isométricas que invierten los puntos y figuras del plano. Esta reflexión es respecto a un punto 20.3 Dibuja una semirrecta que tenga como extremo el punto C y que pase por el punto SC. 37 20.4 Dibuja una circunferencia cuyo centro sea el punto SC y que pase por C. 20.5 Determina el punto de intersección entre la semirrecta y la circunferencia, asignándole la letra C’. 20.6 Utiliza la herramienta polígono para unir los puntos A, C´ y B. 20.7 Determina los puntos medios de los lados AC y BC del triángulo y utilízalos como simetría central repitiendo los pasos 20.3 a 20.6. 20.8 Repite los pasos20.2 a 20.20.6 tantas veces como polígonos quieras crear. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Es posible cubrir el plano con esta construcción? ¿Por qué? b) ¿Es posible identificar las transformaciones isométricas utilizadas?¿Cuál(es)? 20.9 Repite los pasos 20.1 a 20.8 pero con un cuadrado y luego con un hexágono. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Es posible cubrir el plano con estas construcciones? 38 b) ¿Qué transformaciones isométricas se utilizan? c) ¿Qué tienen en común estas construcciones? 20.10 Repite los pasos 20.1 a 20.8 pero con un pentágono regular Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Es posible cubrir el plano con esta construcción? b) ¿Qué diferencia tienen estos polígonos? c) ¿Qué transformaciones isométricas se utilizan? 20.11 Repite los pasos 20.1 a 20.8 pero con un triángulo a tu elección. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Es posible cubrir el plano con esta construcción? b) ¿Es posible cubrir el plano con cualquier triángulo?¿Por qué? Actividad 21 21.1 Dibuja 4 puntos, asígnale los nombres A, B, C y D y luego dibuja un polígono con estos puntos. 39 Traslaciones: Son aquellas transformación que permiten desplazar en línea recta todos los puntos del plano. Este desplazamiento se realiza siguiendo una determinada dirección, sentido y distancia, por lo que toda traslación queda definida por lo que se llama su vector de traslación. 21.2 Dibuja una Semirrecta que pase por los puntos C y A. 21.3 Activa la herramienta Circunferencia. 21.4 Selecciona con un clic el punto A como centro de la circunferencia y el punto C para determinar la longitud del radio de la circunferencia, determinando los puntos de intersección entre la circunferencia y la semirrecta. 21.5 Dibuja una nueva circunferencia tomando como centro el nuevo punto y longitud para el radio la distancia al punto A. 21.6 Repite los pasos 21.3 a 21.5 tantas veces como polígonos quiera crear. 21.7 Oculta las circunferencias herramienta Apariencia. utilizando la 40 21.8 Dibuja una recta paralela a la semirrecta CA que pase por el punto D. 21.9 Selecciona la herramienta Medida y luego haz clic en los puntos A y C 21.10 Utilizando la herramienta Circunferencia haz clic en el punto D y luego en la medida del segmento AC. 21.11 Determina los puntos de intersección de la circunferencia y la recta y utilícelo como centro de una circunferencia que tenga por radio la medida del segmento AC. 21.12 Repite el procedimiento anterior tantas veces como circunferencias creó en la semirrecta que pasa por los puntos AC. 21.13 De manera similar traslada el punto B. 21.14 Dibuja trasladados. los Polígonos en los puntos 41 Rotaciones: Son aquellas transformación que permiten girar todos los puntos del plano. Cada punto gira siguiendo un arco que tiene un centro y un ángulo bien determinado, por lo que toda rotación queda definida por su centro de rotación y por su ángulo de giro. 21.15 Determina el punto medio del segmento AB y asígnale el nombre SC. 21.16 Dibuja una semirrecta que tenga como extremo el punto C y que pase por el punto SC. 21.17 Activa la herramienta Circunferencia, selecciona con un clic el punto SC como centro de la circunferencia y el punto C para determinar la longitud del radio de la circunferencia. 21.18 Determinar el punto que esta fuera del polígono y es la intersección entre la semirrecta y la circunferencia, asígnale la letra C’. 42 21.19 Oculta la circunferencia y la semirrecta. 21.20 Repetir los pasos 21.15 a 21.19 con el punto D y asígnale la letra D’. 21.21 Dibuja el polígono en los puntos A, B, C´ y D. 21.22 Dibuja una recta paralela a la semirrecta CA que pase por el punto D’ 21.23 Activa la herramienta Circunferencia. 21.24 Selecciona con un clic el punto D’ como centro de la circunferencia y la medida AC como longitud para el radio de la circunferencia, determinando los puntos de intersección entre la circunferencia y la recta. 21.25 Oculta las circunferencias utilizando la herramienta Apariencia. 21.26 Dibuja los Polígonos. 21.27 Repite los pasos 21.23 a 21.26 tantas veces como polígonos quiera dibujar. Observa las figuras creadas y responde: a) ¿Qué diferencia tiene esta construcciones de las anteriores? b) ¿Qué transformaciones isométricas utilizo? c) ¿Es posible cubrir el plano con esta construcción? ¿Por qué? 43 Actividad 22 a) ¿Es posible cubrir el plano con el siguiente polígono? b) ¿Qué diferencia tiene con las construcciones anteriores? c) ¿Qué transformaciones isométricas se utilizan? Actividad 23 a) ¿Es posible cubrir el plano combinando polígonos regulares? Compruébalo combinando polígonos de 4 y 8 lados. b) ¿Qué transformaciones isométricas se utilizan? 44 Actividades para la evaluación, indicaciones al estudiante. Isometrías I Simetría Axial. Actividad 1 ¿En cual de los siguientes casos se verifica una simetría axial con respecto a L? a) b) c) d) Actividad 2 Crea un triángulo ABC que tenga por vértices los puntos: A(-3,2), B(-1,4) y C(-2,6). Encuentra el triángulo simétrico A’B’C’ al triángulo ABC con respecto al eje X . ¿Cuáles son las coordenadas que determinan los vértices del triángulo A’B’C’? 45 II Simetría Central. Actividad 3 Encuentra la figura simétrica central con respecto al punto O en cada uno se los siguientes casos: a) b) c) Actividad 4 A todos los puntos del plano cartesiano se les aplica una simetría central con respecto al punto P de coordenadas (2,1). ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) verdadera(s)? I) El único punto invariante(que no se mueve) es el punto P II) Las coordenadas del punto homologo de B son B’(-5,-2) 46 III Traslación. Actividad 5 Dibuja en tu cuaderno el triángulo T y los vectores AB , AC ; traslada el triángulo T, según el vector AB y luego la figura obtenida trasládala, según el vector AC . Actividad 6 Luego de aplicar una determinada traslación en el plano cartesiano, el ABC de vértices A(-4,2); B(-1,1) y C(1,5) se transforma en el A' B' C' . Si sabemos que la abscisa de A’ es 1 y la ordenada de B’ es –3 ¿Cuáles son las coordenadas de C’? IV Rotación. Actividad 7 Copia la siguiente figura en tu cuaderno y aplícale una rotación con centro O y de ángulo 180° en el sentido contrario de las manecillas del reloj. 47 Actividad 8 Al rotar el ABC con centro en el origen O y un ángulo de 90°, se obtendrá un A' B' C' ¿cuyas coordenadas de los vértices son? Teselación. Actividad 9 a) ¿Es posible cubrir el plano con el siguiente polígono? b) ¿Qué diferencia tiene con las construcciones anteriores? c) ¿Qué transformaciones isométricas se utilizan? Actividad 10 Crea una teselación combinando polígonos regulares. a)¿Qué transformaciones isométricas se utilizan? 48 Actividades para el aprendizaje, indicaciones al docente. El profesor apoya los procesos de reflexión y análisis de los estudiantes. Incentivar a los alumnos y alumnas para que organicen sus argumentos y así desarrollar correctamente las actividades propuestas. Una vez trabajadas las actividades, los alumnos y alumnas comparten las conjeturas, en una instancia para complementar y comprobar los resultados obtenidos, mientras el profesor escribe en la pizarra las ideas relevantes. Isometrías I Simetría Axial. Actividad 1 - 2 - 3 - 4 - 5 Una vez terminada la puesta en común por parte de los estudiantes el profesor formaliza: Dada una recta fija L del plano, se llama simetría axial con respecto a L , a aquella isometría, tal que, si P y P ' son puntos homólogos con respecto a ella, PP' L y, además, el punto medio de PP' pertenece a L . La recta L recibe el nombre de eje de simetría. 49 Observaciones - En una simetría axial, las figuras cambian de sentido respecto del giro de las manecillas del reloj. - No es posible superponer, mediante traslación y/o rotación, los triángulos congruentes PQR y P' Q' R' - Los puntos de la recta L permanecen invariantes ante esta reflexión. - Todo punto del plano cartesiano A( x, y ) tiene un simétrico A' ( x, y ) con respecto al eje de las abscisas y un simétrico A( x, y ) con respecto al eje de las ordenadas. II Simetría Central. Actividad 6 - 7 - 8 - 9 Una vez terminada la puesta en común por parte de los estudiantes el profesor formaliza: Una vez terminada esta instancia el profesor formaliza: Dado un punto fijo O del plano, se llama simetría central con respecto a O a aquella isometría que lleva cada punto P del plano a una posición P ' de modo 50 que P ' esta en la recta OP , a distinto lado con respecto a O , y OP OP' . El punto O se llama centro de simetría y P , P ' puntos correspondientes u homólogos de la simetría. Observaciones: - Los trazos de la figura original son paralelos con los trazos homologos de la figura transformada. - El sentido de la figura no cambia respecto al giro de las manecillas del reloj. - Todo punto del plano cartesiano A( x, y ) tiene un simétrico A' ( x, y ) con respecto al origen O (0,0) III Traslación. Actividad 10 - 11 - 12 - 13 - 14 Una vez terminada la puesta en común por parte de los estudiantes el profesor formaliza: Una vez terminada esta instancia el profesor formaliza: Las traslaciones, son aquellas isometrías que permiten desplazar en línea recta todos los puntos del plano. Este desplazamiento se realiza siguiendo una 51 determinada dirección, sentido y distancia, por lo que toda traslación queda definida por lo que se llama su vector de traslación. Observaciones: - Bajo traslación una figura conserva todas sus dimensiones, tanto lineales como angulares. - Bajo traslación una figura jamás rota; es decir, el ángulo que forma con la horizontal no varia. - No importa el numero de traslación que se realicen, siempre es posible resumirlas en una única. IV Rotación. Actividad 15 - 16 - 17 - 18 - 19 Una vez terminada la puesta en común por parte de los estudiantes el profesor formaliza: Una vez terminada esta instancia el profesor formaliza: Las rotaciones, son aquellas isometrías que permiten girar todos los puntos del plano. Cada punto gira siguiendo un arco que tiene un centro y un ángulo bien determinados, toda rotación queda definida por su centro de rotación y por su ángulo de giro. Si la rotación se efectúa en sentido contrario a como giran las manecillas del reloj, se dice que la rotación es positiva o antihoraria; en caso contrario, se dice que la rotación es negativa u horaria. Observaciones: 52 - Si rotamos el punto ( x, y ) con respecto al origen O (0,0) en un ángulo de giro de 90°, 180°, 270° o 360°, las coordenadas de los puntos obtenidos están dados en la siguiente tabla. Punto inicial R(0,90°) R(0,180°) R(0,270°) R(0,360°) ( x, y ) ( y, x) ( x, y ) ( y , x ) ( x, y ) Teselación. Actividad 20 Una vez terminada la puesta en común por parte de los estudiantes el profesor formaliza: Es muy probable que los estudiantes acepten que con triángulos equiláteros, isósceles y rectángulos se pueda embaldosar una superficie plana. Generalmente anticipan que esto no es posible con triángulos escálenos. Importa que los estudiantes se den cuenta que el valor de la suma de los ángulos interiores de un triángulo es una propiedad determinante para que este embaldosamiento sea posible. Actividad 21 - 22 - 23 Una vez terminada la puesta en común por parte de los estudiantes el profesor formaliza: 53 Los estudiantes generalmente aceptan que es posible embaldosar una superficie plana con paralelogramos. La tendencia es a conjeturar que no es posible con algunos cuadriláteros cóncavos. Seria recomendable que los propios estudiantes muestran la falsedad de esta conjetura. Con este propósito el profesor puede sugerir a los estudiantes que visiten las siguientes paginas en Internet: - http://www.profesorenlinea.cl/geometria/Teselaciones.htm Teselaciones - http://mathforum.org/sum95/suzanne/whattess.html What Is a Tessellation? - http://www.geocities.com/SiliconValley/Vista/2212/tesela.html La página de las teselas - http://roble.pntic.mec.es/~jarran2/cabriweb/Mosaicos/mosaicos.htm MOSAICOS Es interesante analizar con que polígonos se puede embaldosar una superficie plana y con cuáles no. En el caso de los polígonos regulares la medida de cada ángulo interior debe ser divisor de 360° propiedad que cumple el cuadrado, el triángulo equilátero, el hexágono regular, pero no el pentágono regular. Las figuras geométricas con las cuales es posible embaldosar el plano, se conocen con el nombre de tesela. 54 Actividades para la evaluación, indicaciones al docente. Isometrías I Simetría Axial. Actividad 1- 2 Interesa observar: - Que tipo de manipulación, de dibujo o esquema hacen en la figura. - Que proposiciones surgen y por qué. - Si comprueban su resultado en el programa Dr. Geo. II Simetría Central. Actividad 3 - 4 Interesa observar: - Que tipo de manipulación, de dibujo o esquema hacen en la figura. - Que tipo de discusión se produce, que proposición surge y por qué. - Si comprueban su resultado en el programa Dr. Geo. III Traslación. Actividad 5 Interesa observar: - Que tipo procedimiento y herramientas utilizan para copiar las figuras en su cuaderno. - Que tipo de manipulación, de dibujo o esquema hacen en la figura. 55 - Si comprueban su resultado en el programa Dr. Geo. Actividad 6 Interesa observar: - Si dibujan la figura para luego trasladarla. - Si comprueban su resultado en el programa Dr. Geo. IV Rotación. Actividad 7 - 8 Interesa observar: - Si mueven la figura o si la dejan fija cambiándose de lugar. - Que tipo de discusión se produce, que proposición surge y por qué. - Si comprueban su resultado en el programa Dr. Geo. Teselación. Actividad 9 - 10 Interesa observar: - Que tipo de análisis realizan, si copian la figura, lo intentan con dibujos o utilizando el programa Dr. Geo. - La forma en que realizan el proceso de embaldosar.