12.4

Координатная запись линейных и аффинных преобразований плоскости. В задачах система координат предполагается прямоугольной. (12.53-12.62)

[10/100%]
Показать
LaTeX
Задача 12.53

Написать формулы, задающие преобразования плоскости:

?
(1)

поворот на угол φ\varphi вокруг начала координат

(2)

поворот на угол φ\varphi вокруг точки M(x0,y0)M\left(x_{0}, y_{0}\right)

(3)

ортогональное проектирование на ось абсцисс

(4)

ортогональное проектирование на прямую x−3y+1=0x - 3y + 1 = 0

(5)

симметрия относительно оси ординат

(6)

симметрия относительно прямой 3x+4y−1=03x + 4y - 1 = 0

(7)

сжатие к оси абсцисс с коэффищиентом λ>0\lambda > 0

(8)

сжатие к прямой x+y−2=0x + y - 2 = 0 с коэффициентом 1/31 / 3

(9)

сжатие к прямой 2x−y+5=02x - y + 5 = 0 с коэффициентом 2.

Задача 12.54

Какие из преобразований задачи 12. 53 являются:

?
(1)

аффинными

(2)

ортогональными?

Задача 12.55

Охарактеризовать геометрически преобразования:

?
(1)

x∗=x,y∗=3yx^{ * } = x, \quad y^{ * } = 3y

(2)

x∗=2x,y∗=2yx^{ * } = 2x, \quad y^{ * } = 2y

(3)

x∗=x−1,y∗=y+1x^{ * } = x - 1, \quad y^{ * } = y + 1

(4)

x∗=−x,y∗=yx^{ * } = - x, \quad y^{ * } = y

(5)

x∗=−x,y∗=−yx^{ * } = - x, \quad y^{ * } = - y

(6)

x∗=−y,y∗=xx^{ * } = - y, \quad y^{ * } = x

(7)

x∗=y,y∗=xx^{ * } = y, \quad y^{ * } = x

(8)

x∗=12(x−y),y∗=12(x+y)x^{ * } = \frac{1}{\sqrt{2}}(x - y), \quad y^{ * } = \frac{1}{\sqrt{2}}(x + y)

(9)

x∗=12(x+y),y∗=12(x−y)x^{ * } = \frac{1}{\sqrt{2}}(x + y), \quad y^{ * } = \frac{1}{\sqrt{2}}(x - y)

(10)

x∗=3x−6,y∗=3y+2x^{ * } = 3x - 6, y^{ * } = 3y + 2

(11)

x∗=12x−32y−1,y∗=32x+12y+1x^{ * } = \frac{1}{2} x - \frac{\sqrt{3}}{2} y - 1, \quad y^{ * } = \frac{\sqrt{3}}{2} x + \frac{1}{2} y + 1

(12)

x∗=12x+32y−1,y∗=32x−12y+3x^{ * } = \frac{1}{2} x + \frac{\sqrt{3}}{2} y - 1, \quad y^{ * } = \frac{\sqrt{3}}{2} x - \frac{1}{2} y + \sqrt{3}

(13)

x∗=−x−2,y∗=−y+2x^{ * } = - x - 2, \quad y^{ * } = - y + 2

(14)

x∗=110(21x+12y),y∗=110(12x+14y)x^{ * } = \frac{1}{10}(21x + 12y), \quad y^{ * } = \frac{1}{10}(12x + 14y)

(15)

x∗=13(2x+y−2),y∗=13(x+2y+2)x^{ * } = \frac{1}{3}(2x + y - 2), \quad y^{ * } = \frac{1}{3}(x + 2y + 2)

(16)

из задачи 12.40(3): аффинное преобразование плоскости, переводящее точки A,B,CA, B, C соответственно в A∗,B∗,C∗A^{ * }, B^{ * }, C^{ * }, A(1,0),B(−1/2,3/2),C(−1/2,−3/2),A∗=BA(1, 0), \quad B(- 1 / 2, \sqrt{3} / 2), \quad C(- 1 / 2, - \sqrt{3} / 2), \quad A^{ * } = B, B∗=C,C∗=AB^{ * } = C, C^{ * } = A

(17)

из задачи 12.41(2): линейное преобразование плоскости, переводящее точки A,B,CA, B, C соответственно в A∗,B∗,C∗A^{ * }, B^{ * }, C^{ * }, A(−2,0),B(2,−1),C(0,4),A∗(−2,1),B∗(2,1),C∗(0,1)A(- 2, 0), B(2, - 1), C(0, 4), A^{ * }(- 2, 1), B^{ * }(2, 1), C^{ * }(0, 1)

Задача 12.56

При повороте плоскости на угол 3π/43\pi / 4 вокруг точки A(0,1)A(0, 1) найти:

?
(1)

образы точек O(0,0)O(0, 0) и B(1,0)B(1, 0)

(2)

прообразы точек OO и BB

(3)

образы прямых x=0x = 0 и y=xy = x

(4)

прообразы прямых y=0y = 0 и y=−xy = - x.

Задача 12.57

На какой угол нужно повернуть прямую 3x−4y+25=03x - 4y + 25 = 0 вокруг точки M(−7,1)M(- 7, 1), чтобы ее образ:

?
(1)

был параллелен оси абсцисс

(2)

касался окружности x2+y2=25/2x^{2} + y^{2} = 25 / 2?

Задача 12.58

Центром квадрата является точка P(−1,2)P(- 1, 2), а одна из сторон задана уравнением x+2y=0x + 2y = 0. Составить уравнения остальных сторон квадрата.

?
Задача 12.59

Центром правильного шестиугольника является точка P(3,3/2)P(\sqrt{3}, 3 / 2), а одна из сторон задана уравнением y=3xy = \sqrt{3} x. Составить уравнения остальных сторон шестиугольника.

?
Задача 12.60

Вычислить:

?
(1)

площадь параллелограмма, стороны которого заданы уравнениями a1x+b1y+c1=0,a2x+b2y+c2=0,a1x+b1y+d1=0,a2x+b2y+d2=0a_{1} x + b_{1} y + c_{1} = 0, a_{2} x + b_{2} y + c_{2} = 0, a_{1} x + b_{1} y + d_{1} = 0, a_{2} x + b_{2} y + d_{2} = 0

(2)

(р) площадь треугольника, стороны которого заданы уравнениями a1x+b1y+c1=0,a2x+b2y+c2=0,a3x+b3y+c3=0a_{1} x + b_{1} y + c_{1} = 0, a_{2} x + b_{2} y + c_{2} = 0, a_{3} x + b_{3} y + c_{3} = 0.

Задача 12.61

Составить уравнение прямой, проходящей через точку M(−7,13)M(- 7, 13) и образующей с прямыми 2x+y+3=02x + y + 3 = 0 и x+y−2=0x + y - 2 = 0 треугольник площади 9.

?
Задача 12.62

Окружность задана уравнением x2+y2−6x+8y=0x^{2} + y^{2} - 6x + 8y = 0. Составить уравнение окружности:

?
(1)

симметричной данной окружности относительно прямой x+y−6=0x + y - 6 = 0

(2)

полученной из данной окружности поворотом на угол arctg⁡(4/3)\operatorname {arctg}(4 /3) относительно начала координат;

(3)

полученной из данной окружности в результате гомотетии с центром A(6,0)A(6, 0) и коэффициентом 4.