Réflexions glissées

Tu t'amuses sur une plage et tu te promènes le long du rivage. Soudain, tu remarques tes empreintes de pas sur le sable et les motifs qu'elles ont laissés derrière elles. Ton cerveau mathématique commence à l'analyser et remarque une certaine symétrie et des images en miroir dans les empreintes de pas. Y a-t-il une logique possible cachée dans tout cela ou s'agit-il simplement d'une coïncidence ?

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Sauter à un chapitre clé

    Les empreintes et un excellent exemple d'une transformation appelée réflexion de glissement. Dans cet article, nous parlerons des réflexions de glissement et nous apprendrons comment faire glisser et refléter des objets.

    Réflexion sur le glissement signification

    La signification de glide reflection est en fait dans son nom. La réflexion par glissement a un effet de glissement et de réflexion lorsqu'elle est appliquée à n'importe quelle image.

    Une réflexion de glissement est la combinaison de deux méthodes de transformation, la translation et la réflexion, pour faire correspondre un point P à P".

    Il n'y a que deux informations à connaître lorsqu'on effectue des opérations de réflexion par glissement : la règle de traduction et la ligne sur laquelle réfléchir ta figure. Un exemple simple de la façon dont cela fonctionne est démontré dans la figure ci-dessous.

    Glide reflections, Footstep, StudySmarterFig. 1. Réflexion de glissement sur des pas.

    Modèle de réflexion Glide

    Une réflexion de glissement est une symétrie qui suit un modèle de transformations. Le schéma de réflexion par glissement consiste en deux transformations - la réflexion sur une ligne et la translation le long de la ligne prise. Par conséquent, il existe une réflexion de toute figure et une translation (ou glissement) de cette figure.

    Cette composition est commutative, il n'est donc pas important qu'une image se reflète puis glisse ou vice versa. De plus, la forme et la taille restent les mêmes après la composition du reflet du glissement.

    Dans l'exemple ci-dessous de l'image de pas, nous pouvons voir les deux schémas de réflexion possibles.

    Réflexions de glissement, modèles de réflexion de glissement, StudySmarterFig. 2. Modèles de réflexion de glissement.

    L'image résultante dans les deux cas de composition - \(T\circ r\) ou \(r\circ T\) sera toujours la même. En bref, dans la réflexion par glissement, tu peux soit voir d'abord la réflexion et ensuite la translation, soit l'inverse.

    Formule de réflexion par glissement

    Comme nous l'avons déjà mentionné, la réflexion glissante implique le processus de mise en correspondance de la figure \(P\) avec \( {P}''\). Cependant, ce processus se déroule en deux étapes :

    • Traduire la figure \(P\rightarrow {P}'\).
    • Refléter la figure \N( {P}'\Nflèche droite {P}''\N) .

    La formule de réflexion de glissement est la séquence de composition de la transformation de translation et de réflexion.

    \[\NFlèche droite \Ntexte{Réflexion de glissement} = T\circ r \N ; \Ntexte{ou}\N ; r\circ T\N]

    Formule de traduction

    Lorsque la traduction est effectuée, elle utilise les formules de traduction suivantes :

    • Une translation positive sur l'axe des x déplacerait l'image vers la droite, tandis qu'une translation négative sur l'axe des x déplacerait l'image vers la gauche. \[\text{Positive translation} : (x,y) \rightarrow (x+h,y)\] \[\text{Négative translation} : (x,y) \rightarrow (x-h,y)\]
    • Une translation positive sur l'axe des y décalerait l'image vers le haut tandis qu'une translation négative sur l'axe des y décalerait l'image vers le bas. \[\text{Positive translation} : (x,y) \rightarrow (x,y+k)\] \[\text{Négative translation} : (x,y) \rightarrow (x,y-k)\]
    • La translation combinée se produit en déplaçant simultanément l'axe des x et l'axe des y. \[\text{Transition positive des axes x et y} : (x,y) \rightarrow (x+h,y+k)\] \text{Transition négative des axes x et y} : (x,y) \rightarrow (x-h,y-k)\] \text{Transition positive de l'axe x et négative de l'axe y} : (x,y) \rightarrow (x+h,y-k)\N] \N-[\N-texte{Transition négative de l'axe des x et positive de l'axe des y} : (x,y) \rightarrow (x-h,y+k)\]

    Tous les points du système de coordonnées sont déplacés dans le même nombre d'unités et de directions.

    Quelles sont les règles de réflexion ?

    • Réflexion sur l'axe des x : \N((x,y)\Nimages \N((x,-y)\N).
    • Réflexion sur l'axe des ordonnées : \N-(x,y)\N-(-x,y)\N-(-x,y)\N-(-x,y)\N).
    • Réflexion sur \N(y=x) : \((x,y)\) images \((y,x)\).
    • Réflexion sur \N(y=-x\N) : \N-(x,y)\Nimages \N(-y,-x)\N).

    Glisser la symétrie de réflexion avec un exemple

    Comprenons comment réaliser la symétrie de réflexion par glissement à l'aide d'un exemple. Supposons que nous ayons une pré-image de \(\bigtriangleup XYZ\) avec les coordonnées des points \(X(-4,-1), Y(-6,-4), Z(-1,-3)\). Ce triangle \(\bigtriangleup XYZ\) est translaté positivement vers la droite avec \(10\) unités en formant \(\bigtriangleup X'Y'Z'\). Ainsi, cette pré-image est décalée vers la droite, nous ajouterons \N(10\N) unités à l'axe des x de tous les points de coordonnées.

    \N- [X(-4,-1) \N- X'(-4+10,-1)=X'(6,-1)\N]

    \N-[Y(-6,-4) \N-rightarrow Y'(-6+10,-4)=Y'(4,-4)\N]

    \N-[Z(-1,-3) \N-rightarrow Z'(-1+10,-3)=Z'(9,-3)\N]

    Nous pouvons voir cette traduction dans la figure ci-dessous.

    Glide reflection, exemple de traduction, StudySmarterFig. 3. Traduction du triangle XYZ.

    Maintenant, l'image traduite (grand triangle X'Y'Z'\N) est réfléchie sur l'axe des x. Autrement dit, nous prendrons la négation des coordonnées de l'axe des y pour tous les points.

    \N- [X'(6,-1) \N- X''(6,-(-1))=X''(6,1)\N]

    \N-[Y'(4,-4) \N-rightarrow Y''(4,-(-4))=Y''(4,4)\N]

    \N-[Z'(9,-3) \N-rightarrow Z''(9,-(-3))=Z''(9,3)\N]

    Nous pouvons voir l'image réfléchie \N(\N- Bigtriangleup X''Y''Z''\N) dans la figure ci-dessous. \N(\N- Bigtriangleup X''Y''Z''\N) est l'image résultante de \N(\N- Bigtriangleup XYZ\N) par réflexion sur le plan de l'eau.

    Glide reflection, exemple de glide reflection, StudySmarterFig. 4. Réflexion par glissement du triangle XYZ.

    Exemple de réflexion par glissement

    Comme nous l'avons vu précédemment, les réflexions par glissement impliquent des translations et des réflexions sur la même figure. Peu importe ce qui est fait en premier : réflexion ou translation, ce qui compte c'est que la ligne de réflexion soit parallèle à la translation. Voyons quelques exemples ci-dessous.

    Étant donné une figure qui doit être \N(P(-2,-3), Q(-3,-1), R(-5,-4)\N),

    a. Traduis \N((x,y)\Nrightarrow (x+8,y)\N).

    b. Réfléchis sur l'axe des x.

    Solution :

    Trace la pré-image.

    Glide reflections, Triangle, StudySmarterFig. 5. Pré-image du triangle PQR.

    Maintenant, notre figure va être traduite en \N(8\N) unités de droite pour nous donner \N(\Ngrandtriangleup P'Q'R'\N).

    Trouver \(\bigtriangleup P'R'Q'\) signifie que nous ajouterons \(8\) unités à l'axe des x de chaque point.

    \N- [P(-2,-3) \N-rightarrow P'(-2+8,-3)\N]

    \[P'(6,-3)\]

    \N-[Q(-3,-1) \N-rightarrow Q'(-3+8,-1)\N]

    \[Q'(5,-1)\]

    \N- [R(-5,-4) \N-rightarrow R'(-5+8,-4)\N]

    \[R'(3,-4)\]

    La figure traduite a pour coordonnées \(P'(6,-3), Q'(5,-1), R'(3,-4)\).

    Nous allons maintenant réfléchir à la figure traduite pour obtenir \N(\Ngrandtriangleup P''Q''R''\N).

    La réflexion sur l'axe des x signifie \N((x,y)\Ndresser (x,-y)\N).

    \N-[P'(6,-3) \N-rightarrow P''(6,-(-3))\N]

    \[P''(6,3)\]

    \N- [Q'(5,-1) \N-rightarrow Q''(5,-(-1))\N]

    \[Q''(5,1)\]

    \N- [R'(3,-4) \N-rightarrow R''(3,-(-4))\N]

    \[R''(3,4)\]

    Les coordonnées de la figure glissée et réfléchie sont maintenant \N(P''(6,3), Q''(5,1), R''(3,4)\N).

    Glide reflections, Triangle, StudySmarterFig. 6. Image du triangle PQR.

    Nous allons examiner un autre exemple.

    Le triangle donné est \N(A(3,1), B(6,-2), C(4,5)\N),

    a. Traduis \N((x,y)\Ndirectement (x,y-2)\N).

    b. Réfléchis sur l'axe des y.

    Solution :

    Trace le triangle \N(\Ngrandtriangleup ABC\N).

    Glide reflections, Triangle, StudySmarterFig. 7. Pré-image du triangle ABC.

    Nous allons traduire le triangle \N(\Ngrand triangleup ABC\N) et le nommer \N(\Ngrand triangleup A'B'C'\N). Nous allons donc soustraire \(2\) unités de l'axe des ordonnées de chaque point.

    \N- [A(3,1) \N- A'(3,1-2)\N- A'(3,1-2)\N- A'(3,1-2)\N]

    \[A'(3,-1)\]

    \N- [B(6,-2) \N-rightarrow B'(6,-2-2)\N- \N- \N- \N- \N- \N- \N]

    \[B'(6,-4)\]

    \N- [C(4,5) \N-rightarrow C'(4,5-2)\N]

    \[C'(4,3)\]

    La figure traduite a pour coordonnées \N(A'(3,-1), B'(6,-4), C'(4,3)\N).

    Nous allons maintenant réfléchir à la figure traduite pour obtenir \N(\Ngrand triangle en haut de A''B''C''\N).

    La réflexion sur l'axe des y signifie \N((x,y)\Ndresser (-x,y)\N).

    \N- [A'(3,-1) \N-rightarrow A'''(-3,-1)\N]

    \N- [B'(6,-4) \N-rightarrow B''(-6,-4)\N]

    \N- [C'(4,3) \N-rightarrow C''(-4,3)\N]

    Glide reflections, Triangle, StudySmarterFig. 8. Image du triangle ABC.

    Etant donné un triangle dont les coordonnées sont \N(A(-5,3), B(-2,4), C(-1,0)\N),

    1. Traduis ((x,y) \Ndirectement (x+4,y)\N).
    2. Réfléchir sur la ligne \N(y=x).

    Solution :

    Trace d'abord le triangle \N(\Ngrandtriangleup ABC\N).

    Glide reflections, Triangle, StudySmarterFig. 9. Pré-image du triangle ABC.

    Trouver \N(\Ngrandtriangleup A'B'C'\N) signifie que nous allons ajouter \N(4\N) unités à la composante x de chaque point.

    \N[(x,y)\Ndirectement (x+4,y)\N]

    \N-[A(-5,3) \N-rightarrow A'(-5+4,3)\N]

    \[A'(-1,3)\]

    \N- [B(-2,4) \N-rightarrow B'(-2+4,4)\N]

    \[B'(2,4)\]

    \N- [C(-1,0) \N-rightarrow C'(-1+4,0)\N]

    \[C'(3,0)\]

    La figure traduite a pour coordonnées \N(A'(-1,3), B'(2,4), C(3,0)\N). Nous allons maintenant la réfléchir sur la ligne \(y=x\). La réflexion sur la ligne \N(y=x) signifie que \N((x,y) \Nest la droite de (y,x)\N).

    \N- [A'(-1,3) \NFlèche droite A''(3,-1)\N]

    \N- [B'(2,4) \N-rightarrow B''(4,2)\N]

    \N-[C'(3,0) \N-flèche verticale C''(0,3)\N]

    Glide reflections, Trianggle, StudySmarterFig. 10. Image du triangle ABC.

    Glide Reflections - Principaux enseignements

    • La réflexion par glissement est la combinaison de deux méthodes de transformation, la translation et la réflexion, pour faire correspondre un point \N(P\N) à \N(P''\N).
    • Il n'y a que deux informations à connaître lorsque l'on effectue des opérations de réflexion : la règle de traduction et la ligne sur laquelle réfléchir ta figure.
    • Peu importe que la translation ou la réflexion soit effectuée en premier, tout ce qui compte, c'est que la ligne de réflexion soit parallèle à la translation.
    Questions fréquemment posées en Réflexions glissées
    Qu'est-ce qu'une réflexion glissée en mathématiques ?
    Une réflexion glissée combine une réflexion avec une translation. C'est une transformation où chaque point est réfléchi à travers une ligne et ensuite déplacé parallèlement à cette ligne.
    Comment identifier une réflexion glissée ?
    Pour identifier une réflexion glissée, cherchez une transformation qui combine une réflexion par rapport à une ligne et une translation le long de cette ligne.
    Pourquoi utilise-t-on les réflexions glissées ?
    On utilise les réflexions glissées pour résoudre des problèmes de symétrie et dans l'étude des frises et pavages en géométrie, ainsi que dans certaines applications physiques et artistiques.
    Quelle est la différence entre une réflexion glissée et une simple réflexion ?
    La différence est qu'une réflexion glissée implique une translation parallèlement à l'axe de réflexion après la réflexion initiale, tandis qu'une simple réflexion n'a pas de composante de translation.
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    Une translation positive sur l'axe des x déplacerait l'image vers la gauche, tandis qu'une translation négative sur l'axe des x déplacerait l'image vers la droite.

    Quel processus doit être exécuté en premier ?

    La taille et la forme de la pré-image sont les mêmes que celles des images.

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