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 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 körvonalat a síkban, jelöli a középpontját.
/V. Feladat:
Rögzítsünk egy pontot a körön. Lássuk be, hogy --nak
pontosan két olyan egybevágósága van, amelyik a pontot helyben
hagyja: az identitás, és az tengelyre való tükrözés.
Megoldás:
Az egybevágóság a kör középpontját, és a --vel átellenes pontot
is helyben hagyja. Ezért a két félkör ívet vagy saját
magukba viszi, vagy felcseréli őket. Ráadásul, egy íven belül minden
pontot egyértelműen meghatároz a --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
körül (valamekkora szöggel), vagy tükrözés egy ponton áthaladó
tengelyre.
Megoldás:
Legyen egy egybevágóság.
Válasszunk egy tetszőleges pontot a körön,
jelöli a transzformáltját.
Legyen az a tükrözés,
amelyik a pontot felcseréli a képével
(tehát a szög felezőjére tükrözünk).
Ekkor az kompozíció egy olyan egybevágóság,
amelyik a pontot helyben hagyja. Láttuk az előző feladatban, hogy
ez vagy az identitás, vagy egy tükrözés. Tehát vagy
megegyezik a 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 rajznak két komponense lesz: a forgatások, és a tükrözések. A
forgatásokat a szögükjellemzi, legkényelmesebben egy körvonalra
rajzolhatjuk fel az összes lehetséges szöget (
-tól
-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
intervallummal akarnánk ábrázolni, akkor a
folytonosság sérülne: az intervallum két végének a valóságban nagyon
közeli tükrözéseknek felel meg.