Reflexiones deslizantes

Estás disfrutando en una playa y dando un paseo por la orilla. De repente, te fijas en tus huellas en la arena y en los patrones que dejan tras de sí. Tu cerebro matemático empieza a analizarlo y nota cierta Simetría e imágenes especulares en las pisadas. ¿Hay alguna posible lógica oculta en esto o sólo una coincidencia?

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    Las huellas y un excelente ejemplo de una transformación llamada reflejos de deslizamiento. En este artículo hablaremos de las reflexiones de deslizamiento y aprenderemos a deslizar y reflejar objetos.

    Significado del reflejo de deslizamiento

    El significado de reflejo de deslizamiento está en su nombre. El reflejo de deslizamiento tiene un efecto de deslizamiento y reflejo cuando se aplica a cualquier imagen.

    Una reflexión de deslizamiento es la combinación de dos métodos de transformación: traslación y reflexión, para mapear un punto P en P".

    Sólo hay dos datos que debes conocer al realizar operaciones de reflexión por deslizamiento: la regla de traslación y la línea sobre la que reflejar tu figura. En la siguiente figura se muestra un ejemplo sencillo de cómo funciona esto.

    Reflejos de deslizamiento, Footstep, StudySmarterFig. 1. Reflexión de deslizamiento sobre pasos.

    Patrón de reflexión deslizante

    Una reflexión de deslizamiento es una Simetría que sigue un patrón de transformaciones. El patrón de reflexión por deslizamiento consiste en dos transformaciones: reflexión sobre una recta y traslación a lo largo de la recta tomada. Por tanto, existe una reflexión de cualquier figura y una traslación (o deslizamiento) de esa figura.

    Esta Composición es conmutativa, por lo que no importa si una imagen se refleja y luego se desliza o viceversa. Además, la forma y el tamaño siguen siendo los mismos tras la composición de reflexión por deslizamiento.

    En el siguiente ejemplo de la imagen de los pasos, podemos ver los dos posibles patrones de reflexión de deslizamiento.

    Reflexiones de deslizamiento, patrones de reflexión de deslizamiento, StudySmarterFig. 2. Patrones de reflexión de deslizamiento.

    La imagen resultante en ambos casos de composición - \(T\circ r\) o \(r\circ T\) será siempre la misma. En resumen, en la reflexión de deslizamiento, puedes ver primero la reflexión y luego la traslación o viceversa.

    Fórmula de la reflexión de deslizamiento

    Como ya hemos dicho, la reflexión por deslizamiento consiste en el proceso de convertir la figura \(P\) en \( {P}''\). Sin embargo, este proceso consta de dos pasos:

    • Trasladar la figura \(P\arrow {P}'\).
    • Reflejar la figura \( {P}'flecha derecha {P}''\) .

    La fórmula de la reflexión de deslizamiento es la secuencia de composición de las transformaciones de traslación y reflexión.

    \[Flecha derecha \text{reflexión de deslizamiento} = T\circ r \; \text{o}\; r\circ T\]

    Fórmula de traslación

    Al realizar la traslación, utiliza las siguientes fórmulas de traslación:

    • Una traslación positiva en el eje x desplazaría la imagen hacia la derecha, mientras que una traslación negativa en el eje x la desplazaría hacia la izquierda. \text{Traducción positiva}: (x,y) \rightarrow (x+h,y)\} \text{Traducción negativa}: (x,y) \rightarrow (x-h,y)\}
    • La traslación positiva en el eje y desplazaría la imagen hacia arriba, mientras que la traslación negativa en el eje y desplazaría la imagen hacia abajo. \[\text{Traducción positiva}: (x,y) \rightarrow (x,y+k)\} \[\text{Traducción negativa}: (x,y) \rightarrow (x,y-k)\}
    • La traslación combinada se produce desplazando el eje x y el eje y simultáneamente. \text{Traducción positiva del eje x,y}: (x,y) \rightarrow (x+h,y+k)\} \text{Traducción negativa del eje x,y}: (x,y) \rightarrow (x-h,y-k)\} \text{Traducción positiva del eje x y negativa del eje y}: (x,y) flecha derecha (x+h,y-k)\] \eje x negativo y traslación al eje y positiva}: (x,y) \flechaderecha (x-h,y+k)\]

    Todos los puntos del sistema de coordenadas se desplazan en el mismo número de unidades y direcciones.

    ¿Cuáles son las reglas de la reflexión?

    • Reflexión sobre el \(eje x\) : \((x,y)\) imagina \((x,-y)\).
    • Reflexión sobre el eje Y : \((x,y)\) representa a ((-x,y)\).
    • Reflexión sobre \(y=x\) : \(x,y) es igual a (y,x).
    • Reflexión sobre \(y=-x\) : \((x,y)\) imágenes \((-y,-x)\).

    Simetría de reflexión por deslizamiento con un ejemplo

    Veamos cómo realizar la simetría de reflexión por deslizamiento con un ejemplo. Supongamos que tenemos una preimagen de \(\gran triángulo sobre XYZ\) con coordenadas puntuales \(X(-4,-1), Y(-6,-4), Z(-1,-3)\). Este triángulo \(\grantriánguloarriba XYZ\) se traslada positivamente hacia la derecha con \(10\) unidades formando \(\grantriánguloarriba X'Y'Z'\). Así, esta preimagen se desplaza hacia la derecha, añadiremos \(10\) unidades al eje x de todos los puntos de coordenadas.

    \[X(-4,-1) \a la derecha X'(-4+10,-1)=X'(6,-1)\a la izquierda].

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

    \[Z(-1,-3) \flecha derecha Z'(-1+10,-3)=Z'(9,-3)\]

    Podemos ver esta traslación en la siguiente figura.

    Reflexión deslizante, ejemplo de traducción, StudySmarterFig. 3. Traslación del triángulo XYZ.

    Ahora la imagen trasladada \(\triángulo grande arriba X'Y'Z'\) se hace reflejada sobre el eje x. Es decir, tomaremos la negación de las coordenadas del eje y para todos los puntos.

    \X'(6,-1) =X''(6,-(-1))=X''(6,1)

    \[Y'(4,-4) \ flecha Y''(4,-(-4))=Y''(4,4)\]

    \[Z'(9,-3) \flecha derecha Z''(9,-(-3))=Z''(9,3)\]

    Podemos ver la imagen reflejada \(\gran triánguloarriba X''Y''Z''\) en la siguiente figura esta \(\gran triánguloarriba X''Y''Z''\) es la imagen resultante de \(\gran triánguloarriba XYZ\) por reflexión de deslizamiento.

    Reflexión de deslizamiento, ejemplo de reflexión de deslizamiento, StudySmarterFig. 4. Reflexión de deslizamiento del triángulo XYZ.

    Ejemplo de reflexión por deslizamiento

    Como ya hemos dicho, las reflexiones de deslizamiento implican traslaciones y reflexiones sobre la misma figura. En realidad no importa qué se haga primero; la reflexión o la traslación, lo que importa es que la línea de reflexión sea paralela a la traslación. Veamos algunos ejemplos a continuación.

    Dada una figura que es \(P(-2,-3), Q(-3,-1), R(-5,-4)\),

    a. Traduce \((x,y)\rightarrow (x+8,y)\).

    b. Refleja en el eje x.

    Solución:

    Trazamos la imagen previa.

    Reflejos deslizantes, Triángulo, StudySmarterFig. 5. Preimagen del triángulo PQR.

    Ahora nuestra figura se trasladará a \(8\) unidades a la derecha para darnos \(\grantriángulo sobre P'Q'R'\).

    Encontrar \(\grantriánguloarriba P'R'Q'\) significa que añadiremos \(8\) unidades al eje x de cada punto.

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

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

    \[Q(-3,-1) \ flecha derecha Q'(-3+8,-1)\]

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

    \R(-5,-4) Flecha derecha R'(-5+8,-4)

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

    La figura traducida tiene coordenadas \(P'(6,-3), Q'(5,-1), R'(3,-4)\).

    Ahora querremos reflejar la figura trasladada para obtener \(\gran triángulo sobre P''Q''R''\).

    La reflexión sobre el eje x significa ((x,y)|arriba (x,-y)\).

    \P'(6,-3) flecha derecha P''(6,-(-3))\].

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

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

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

    \R'(3,-4) flecha derecha R''(3,-(-4))

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

    Las coordenadas de la figura planeada y reflejada son ahora \(P''(6,3), Q''(5,1), R''(3,4)\).

    Reflejos deslizantes, Triángulo, StudySmarterFig. 6. Imagen del triángulo PQR.

    Vamos a ver otro ejemplo.

    Dado un triángulo que es \(A(3,1), B(6,-2), C(4,5)\),

    a. Traduce \((x,y)\rightarrow (x,y-2)\).

    b. Refleja en el eje y.

    Solución:

    Traza el triángulo \(\gran triángulo arriba ABC\).

    Reflejos deslizantes, Triángulo, StudySmarterFig. 7. Preimagen del triángulo ABC.

    Trasladaremos el traiángulo \(\gran triángulo sobre ABC\) y lo llamaremos \(\gran triángulo sobre A'B'C'\). Entonces, restaremos \(2\) unidades al eje y de cada punto.

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

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

    \[B'(6,-2) \flechaderecha B'(6,-2-2)\]

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

    \[C'(4,5) \flecha derecha C'(4,5-2)\]

    \[C'(4,3)\]

    La figura traducida tiene coordenadas \(A'(3,-1), B'(6,-4), C'(4,3)\).

    Ahora querremos reflejar la figura trasladada para obtener \(\triángulo grande sobre A''B''C''\).

    La reflexión sobre el eje y significa \((x,y)\arrowright (-x,y)\).

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

    \[B'(6,-4) \ flecha derecha B''(-6,-4)\].

    \[C'(4,3) \flechaderecha C''(-4,3)\]

    Reflejos deslizantes, Triángulo, StudySmarterFig. 8. Imagen del triángulo ABC.

    Dado un triángulo cuyas coordenadas son \(A(-5,3), B(-2,4), C(-1,0)\),

    1. Trasládalo \((x,y) \arrowright (x+4,y)\)
    2. Refleja sobre la recta \(y=x).

    Solución:

    Primero traza el triángulo \(\gran triángulo sobre ABC\).

    Reflejos deslizantes, Triángulo, StudySmarterFig. 9. Preimagen del triángulo ABC.

    Encontrar \(\grantriánguloarriba A'B'C'\) significa que añadiremos \(4\) unidades a la componente x de cada punto.

    \[(x,y)\ flecha derecha (x+4,y)\]

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

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

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

    \[B'(2,4)\]

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

    \[C'(3,0)\]

    La figura trasladada tiene coordenadas \(A'(-1,3), B'(2,4), C(3,0)\). Ahora la reflejaremos sobre la recta \(y=x\). Reflejar sobre la recta \(y=x) significa que \((x,y) \ sobre (y,x)\).

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

    \[B'(2,4) \flechaderecha B''(4,2)\].

    \[C'(3,0) \flechaderecha C''(0,3)\]

    Reflejos de deslizamiento, Trianggle, StudySmarterFig. 10. Imagen del triángulo ABC.

    Reflexiones de deslizamiento - Puntos clave

    • La reflexión por deslizamiento es la combinación de dos métodos de transformación, la traslación y la reflexión, para asignar un punto \(P\) a \(P''\).
    • Sólo hay dos datos que debes conocer al realizar operaciones de reflexión por deslizamiento: la regla de traslación y la línea sobre la que reflejar tu figura.
    • No importa si se realiza primero la traslación o la reflexión, lo único que importa es que la línea de reflexión sea paralela a la traslación.
    Preguntas frecuentes sobre Reflexiones deslizantes
    ¿Qué es una reflexión deslizante en matemáticas?
    Una reflexión deslizante es una combinación de una reflexión y una traslación a lo largo de la línea de reflexión.
    ¿Cómo se representa una reflexión deslizante?
    Se representa aplicando primero una reflexión respecto a una línea y luego una traslación paralela a esa línea.
    ¿Cuál es la diferencia entre una reflexión y una reflexión deslizante?
    La diferencia es que la reflexión deslizante incluye una traslación además de la reflexión simple a lo largo de una línea.
    ¿Para qué sirve estudiar reflexiones deslizantes?
    Estudiar reflexiones deslizantes ayuda a entender movimientos y simetrías combinadas en geometría y su aplicación en diversos campos.

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    Una traslación positiva sobre el eje x desplazaría la imagen hacia la izquierda, mientras que una traslación negativa sobre el eje x la desplazaría hacia la derecha.

    ¿Qué proceso hay que realizar primero?

    El tamaño y la forma de la imagen previa son los mismos que los de las imágenes.

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