Vizsgáljuk
meg a Forgatás nevű
csúszka segítségével a PQRS
négyszög szimmetria-tulajdonságait! Milyen
következtetések vonhatók le ebből a PQRS négyszögre?
Az 1.eltolás,
majd a 2.eltolás
nevű csúszkák segítségével határozzuk meg a két négyszög területének
arányát!
A Forgatás csúszka
animálása mellett megfigyelhetjük, hogy az
ABCD
négyzet szemközti oldalait (pl. az AB
és CD
oldalt) összekötő szakaszokat az ABCD
négyzet O
középpontja körüli 90°-os forgatás a másik két szemközti oldalt (BC
és AD)
összekötő megfelelő szakaszokba viszi át. Ebből
következik, hogy az ábra (és így persze
a PQRS
négyszög is) forgásszimmetrikus az O
pont körüli
90°-os, 180°-os, 270°-os forgatásokra nézve. Egyetlen ilyen
tulajdonságú
négyszög van, mégpedig a négyzet, ezért a PQRS négyszög
négyzet, melynek középpontja az O
pont.
Most
vizsgáljuk meg a PQRS
négyszöghöz csatlakozó négyszögeket! Az alábbi animáció mutatja (és
könnyen végig is gondolható), hogy az azonos színnel megjelölt
négyszögek 90°-os, 180°-os vagy 270°-os forgatással egymásba vihetők,
ezért egybevágók egymással. Mivel a (legkisebb szögű) forgatás szöge
90°, ezért a színes négyszögek mindegyikében merőlegesek a
szomszédos oldalak, azaz mind téglalap. Az O pont körüli
90°-os forgatás a T
pontot T’-be,
S-et
R-be
viszi át, ezért TS=T’R,
amiből már következik, hogy a narancssárga téglalapok szomszédos
oldalai egyenlők, így mindegyik négyzet. Ekkor viszont a zöld
téglalapok is négyzetek, végül láthatjuk, hogy az ábra összes színessel
megjelölt négyzete egybevágó egymással.
A
következő animációban az ABX
és BCY
derékszögű háromszögek eltolását figyelhetjük meg. Toljuk el az ABX háromszöget
a , a BCY háromszöget
a vektorral. Ha ,
akkor e két szög összege 90°, az eltolásból adódóan továbbá , ezért a D csúcsnál kialakul
egy egyenesszög, így az Y’,
D
és X’
pontok egy egyenesre illeszkednek. Ebből adódóan az ABCD négyzet
átdarabolható az Y’AXYCX’
(konkáv) hatszöggé, melynek konkáv szöge (az X csúcsnál) 270°,
továbbá hegyesszögei 90°-osak. Ezt a hatszöget az eredeti ABCD négyzetbe
rajzolt szakaszok tartóegyenesei egybevágó négyzetekké darabolják. A
négyzetek száma 17, az egyik közülük épp a PQRS négyzet. A PQRS és az ABCD négyzetek
területének aránya ezek alapján .
Az
átdarabolást eltolás helyett forgatással is elvégezhetjük a feladat
2. megoldásában.
|