2. A kör egybevágóságai: O(2), SO(2)

Megoldások

/II. Feladat: Eddig a körnek háromféle egybevágóságával találkoztunk: elforgatások, tükrözések és az identitás. Különböznek-e ezek egymástól? Miért?
Megoldás: Az egyetlen egybeesés: az identitás egyúttal 0 fokos elforgatás is. A forgatások irányítás tartó transzformációk, a tükrözések pedig megfordítják a kör irányítását -- ezért senki sem lehet egyszerre tükrözés és elforgatás is.
/4. Konvenció: Most rögzítünk egy K körvonalat a síkban, O jelöli a középpontját.
/V. Feladat: Rögzítsünk egy PK pontot a körön. Lássuk be, hogy K--nak pontosan két olyan egybevágósága van, amelyik a P pontot helyben hagyja: az identitás, és az OP tengelyre való tükrözés.
Megoldás: Az egybevágóság a kör középpontját, és a P--vel átellenes Q pontot is helyben hagyja. Ezért a két PQ félkör ívet vagy saját magukba viszi, vagy felcseréli őket. Ráadásul, egy íven belül minden pontot egyértelműen meghatároz a P--től mért távolsága, ezért csak egyetlen olyan egbevágóság van, amelyik a két ívet magába viszi, és csupán egyetlen olyan egybevágóság van, amelyik felcseréli őket.
/VI. Feladat: Lássuk be, hogy a körvonal minden egybevágósága vagy elforgatás az O körül (valamekkora szöggel), vagy tükrözés egy O ponton áthaladó tengelyre.
Megoldás: Legyen ϕ egy egybevágóság. Válasszunk egy tetszőleges PK pontot a körön, ϕ(P) jelöli a transzformáltját. Legyen ψ az a tükrözés, amelyik a P pontot felcseréli a ϕ(P) képével (tehát a POϕ(P) szög felezőjére tükrözünk). Ekkor az ρ=ϕψ kompozíció egy olyan egybevágóság, amelyik a P pontot helyben hagyja. Láttuk az előző feladatban, hogy ez vagy az identitás, vagy egy tükrözés. Tehát ϕ=ρψ vagy megegyezik a ψ tükrözéssel, vagy pedig két tükrözés kompozíciója -- azaz egy forgatás.
/VII. Feladat: Próbáld meg lerajzolni a kör egybevágóságainak csoportját: a rajzon minden transzformációnak pontosan egy pont feleljen meg, és ez a megfeleltetés mindkét irányban folytonos legyen!
Megoldás: A kör egybevágóságai A rajznak két komponense lesz: a forgatások, és a tükrözések. A forgatásokat a szögükjellemzi, legkényelmesebben egy körvonalra rajzolhatjuk fel az összes lehetséges szöget (0 -tól 360 -ig). A tükrözéseket pedig a fixpontjukkal jellemezhetjük, tehát egy átellenes pontpárral a körön -- ezeket egy másik körvonalra rajzolhatjuk, és itt minden pontot két (átellenes) szöggel is megcímkézünk. A rajz természetesen nem egyértelmű, de nem is lehet akármilyen. Ha például a tükrözéseket a [0 ,180 ) intervallummal akarnánk ábrázolni, akkor a folytonosság sérülne: az intervallum két végének a valóságban nagyon közeli tükrözéseknek felel meg.