(Задание для решения с компьютером.) Постройте фигуру, обладающую переносной симметрией, составленную из равных прямоугольных треугольников.
Решение
Нужна фигура, которая переходит в себя при параллельном переносе на ненулевой вектор. Ограниченная фигура так не умеет, поэтому строим бесконечную ленту — бордюр.
Проведите прямую \(a\). Постройте прямоугольный треугольник \(ABC\) с катетом \(AB\) на прямой \(a\), например \(AB = 3\) см, \(BC = 2\) см.
Задайте вектор \(\vec{v} = \overrightarrow{AB}\) вдоль прямой \(a\).
Выполните перенос треугольника на \(\vec{v}\), \(2\vec{v}\), \(3\vec{v}\), … вправо и на \(-\vec{v}\), \(-2\vec{v}\), … влево (в графическом редакторе — копирование со сдвигом).
Получится «пила» из треугольников вдоль прямой. Если считать ряд бесконечным в обе стороны, перенос на \(\vec{v}\) сдвигает каждый треугольник на место соседнего, и фигура совпадает сама с собой.
Ответ
Например, бесконечный ряд равных прямоугольных треугольников, полученный переносом одного из них на вектор, равный катету, вдоль прямой
Почему так
Бордюр получается многократным параллельным переносом одного элемента вдоль ленты.
(Задание для решения с компьютером.) Постройте фигуру, обладающую переносной симметрией, составленную из равных ромбов.
Решение
Постройте ромб \(ABCD\) так, чтобы диагональ \(AC\) лежала на прямой \(a\).
Задайте вектор \(\vec{v} = \overrightarrow{AC}\).
Перенесите ромб на \(\pm\vec{v}\), \(\pm 2\vec{v}\), … — ромбы встанут цепочкой, касаясь друг друга вершинами.
Бесконечная цепочка переходит в себя при переносе на \(\vec{v}\): каждый ромб занимает место соседнего. Можно взять и вектор \(\overrightarrow{AB}\) вдоль стороны — получится «косая» лента из ромбов, прилегающих сторонами.
Ответ
Например, бесконечная цепочка равных ромбов, полученная переносом ромба на вектор, равный его диагонали, вдоль прямой
Почему так
Фигура с переносной симметрией — бордюр, она получается переносом одного ромба на один и тот же вектор много раз.
(Задание для решения с компьютером.) Постройте фигуру, обладающую переносной симметрией, составленную из равных равнобедренных трапеций.
Решение
Постройте равнобедренную трапецию \(ABCD\) с большим основанием \(AD\) на прямой \(a\).
Задайте вектор \(\vec{v} = \overrightarrow{AD}\).
Перенесите трапецию на \(\pm\vec{v}\), \(\pm 2\vec{v}\), … — трапеции встанут в ряд, касаясь вершинами нижних оснований.
Вариант интереснее: рядом с трапецией поставьте её копию, повёрнутую вверх ногами (симметричную относительно середины боковой стороны), — получится параллелограмм из двух трапеций. Переносите эту пару на вектор, равный сумме оснований, — лента без просветов. В обоих случаях бесконечный ряд переходит в себя при переносе.
Ответ
Например, бесконечный ряд равных равнобедренных трапеций, полученный переносом одной трапеции вдоль прямой на вектор, равный её большему основанию
Почему так
Переносная симметрия — совмещение фигуры с собой параллельным переносом; так строятся бордюры.
Условия задач приведены кратким пересказом. Полный текст — в учебнике «Геометрия. 7–9 классы» (Л. С. Атанасян, В. Ф. Бутузов, С. Б. Кадомцев, Э. Г. Позняк, И. И. Юдина; Просвещение, 2023, 2024).