Autor Tema: Función

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15 Agosto, 2012, 04:59 pm
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ramuntxo

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He estado pensando el siguiente problema y pido ayuda, pues aún no se me ocurre cómo dar respuesta, muchas gracias de antemano.


Si tengo una función que conserva distancias y además sé que esta función deja fijos a dos puntos distintos del plano ¿puedo saber dónde llevará a otro punto distinto que yo elija? enunciar el resultado como teorema.


Gracias

15 Agosto, 2012, 10:39 pm
Respuesta #1

pierrot

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Si tengo una función que conserva distancias y además sé que esta función deja fijos a dos puntos distintos del plano ¿puedo saber dónde llevará a otro punto distinto que yo elija?

Yo diría que no. Si los puntos considerados son A y B, a priori no tienes manera de determinar si la isometría es la transformación identidad, o una reflexión sobre el eje AB.
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16 Agosto, 2012, 01:44 am
Respuesta #2

Dany

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Si tengo una función que conserva distancias y además sé que esta función deja fijos a dos puntos distintos del plano ¿puedo saber dónde llevará a otro punto distinto que yo elija?

Yo diría que no. Si los puntos considerados son A y B, a priori no tienes manera de determinar si la isometría es la transformación identidad, o una reflexión sobre el eje AB.


Hola PABLO!! espero que estés súper, estoy en lo mismo, y encontré esas transformaciones que has dicho ¿existira alguna otra? gracias por responder, besitos!!! :)
“It isn’t that hard to like you or love you, I’d follow you down down down, you’re unbelievable, If you’re going crazy just grab me and take me, I’d follow you down down down, anywhere anywhere…”

16 Agosto, 2012, 03:03 am
Respuesta #3

pierrot

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Hola PABLO!! espero que estés súper, estoy en lo mismo, y encontré esas transformaciones que has dicho ¿existira alguna otra? gracias por responder, besitos!!! :)

¡De nada, Dany! No, no puede existir otra. Todo movimiento en el plano se puede representar por una aplicación \( T:\mathbb{R}^2\longrightarrow \mathbb{R}^2 \) que establece la correspondencia \( x\mapsto T(x)=Ax+b \) donde \( A \) es una matriz ortogonal y \( b\in \mathbb{R}^2 \) un vector de traslación. Supongamos ahora que existen dos puntos \( x_0 \) y \( x_1 \) que permanecen invariantes, es decir, \( T(x_0)=x_0 \) y \( T(x_1)=x_1 \). Observa dos cosas:

1) La recta que une \( x_0 \) con \( x_1 \) también permanece invariante. En efecto, si consideramos un punto genérico perteneciente a esa recta, éste será de la forma \( x_0+t(x_1-x_0) \) para un cierto \( t\in \mathbb{R} \). Luego,

\( \begin{align*}T[x_0+t(x_1-x_0)]&=A[x_0+t(x_1-x_0)]+b\\&=Ax_0+tA(x_1-x_0)+b\\&=(Ax_0+b)+tA(x_1-x_0)\\&=T(x_0)+t(Ax_1-Ax_0)\\&=x_0+t\big((Ax_1+b)-(Ax_0+b)\big)\\&=x_0+t\big(T(x_1)-T(x_0)\big)\\&=x_0+t(x_1-x_0)\end{align} \).

2) Por lo anterior, sabemos que la recta que une \( x_0 \) con \( x_1 \) permanece fija. Supongamos que la transformación \( T \) no fuera la identidad. Entonces debe existir un punto \( p\in \mathbb{R}^2 \) tal que \( T(p)\neq p \). ¿Está determinado \( T(p) \)? La respuesta es que sí. Como \( T \) es una isometría, \( d(p,x_0)=d\big(T(p),T(x_0)\big)=d\big(T(p),x_0\big) \). Esto quiere decir que \( T(p) \) está en la circunferencia de centro \( x_0 \) y radio \( d(p,x_0) \). Llámese \( C_0 \) a dicha circunferencia. Con el mismo razonamiento puedes concluir que \( T(p) \) también está en la circunferencia de centro \( x_1 \) y radio \( d(p,x_1) \). Llámese \( C_1 \) a esta circunferencia. Naturalmente, \( p \) está en la intersección de \( C_0 \) y \( C_1 \). Si la intersección de \( C_0 \) y \( C_1 \) tuviera un único punto (que es \( p \)), las circunferencias serían tangentes y \( p \) pertenecería a la recta que une \( x_0 \) con \( x_1 \), luego \( p=T(p) \) contrariamente a lo que se había supuesto. Si las circunferencias tienen dos puntos de intersección, \( p \) y \( T(p) \), verás que \( T(p) \) es el simétrico de \( p \) respecto de la recta que une \( x_0 \) con \( x_1 \). Es decir, \( T \) es una reflexión.

No fui muy formal que digamos, pero es la idea de por qué no hay otra posibilidad.

Saludos  :)
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17 Agosto, 2012, 05:59 am
Respuesta #4

Dany

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Hola PABLO!! espero que estés súper, estoy en lo mismo, y encontré esas transformaciones que has dicho ¿existira alguna otra? gracias por responder, besitos!!! :)

¡De nada, Dany! No, no puede existir otra. Todo movimiento en el plano se puede representar por una aplicación \( T:\mathbb{R}^2\longrightarrow \mathbb{R}^2 \) que establece la correspondencia \( x\mapsto T(x)=Ax+b \) donde \( A \) es una matriz ortogonal y \( b\in \mathbb{R}^2 \) un vector de traslación. Supongamos ahora que existen dos puntos \( x_0 \) y \( x_1 \) que permanecen invariantes, es decir, \( T(x_0)=x_0 \) y \( T(x_1)=x_1 \). Observa dos cosas:

1) La recta que une \( x_0 \) con \( x_1 \) también permanece invariante. En efecto, si consideramos un punto genérico perteneciente a esa recta, éste será de la forma \( x_0+t(x_1-x_0) \) para un cierto \( t\in \mathbb{R} \). Luego,

\( \begin{align*}T[x_0+t(x_1-x_0)]&=A[x_0+t(x_1-x_0)]+b\\&=Ax_0+tA(x_1-x_0)+b\\&=(Ax_0+b)+tA(x_1-x_0)\\&=T(x_0)+t(Ax_1-Ax_0)\\&=x_0+t\big((Ax_1+b)-(Ax_0+b)\big)\\&=x_0+t\big(T(x_1)-T(x_0)\big)\\&=x_0+t(x_1-x_0)\end{align} \).

2) Por lo anterior, sabemos que la recta que une \( x_0 \) con \( x_1 \) permanece fija. Supongamos que la transformación \( T \) no fuera la identidad. Entonces debe existir un punto \( p\in \mathbb{R}^2 \) tal que \( T(p)\neq p \). ¿Está determinado \( T(p) \)? La respuesta es que sí. Como \( T \) es una isometría, \( d(p,x_0)=d\big(T(p),T(x_0)\big)=d\big(T(p),x_0\big) \). Esto quiere decir que \( T(p) \) está en la circunferencia de centro \( x_0 \) y radio \( d(p,x_0) \). Llámese \( C_0 \) a dicha circunferencia. Con el mismo razonamiento puedes concluir que \( T(p) \) también está en la circunferencia de centro \( x_1 \) y radio \( d(p,x_1) \). Llámese \( C_1 \) a esta circunferencia. Naturalmente, \( p \) está en la intersección de \( C_0 \) y \( C_1 \). Si la intersección de \( C_0 \) y \( C_1 \) tuviera un único punto (que es \( p \)), las circunferencias serían tangentes y \( p \) pertenecería a la recta que une \( x_0 \) con \( x_1 \), luego \( p=T(p) \) contrariamente a lo que se había supuesto. Si las circunferencias tienen dos puntos de intersección, \( p \) y \( T(p) \), verás que \( T(p) \) es el simétrico de \( p \) respecto de la recta que une \( x_0 \) con \( x_1 \). Es decir, \( T \) es una reflexión.

No fui muy formal que digamos, pero es la idea de por qué no hay otra posibilidad.

Saludos  :)

Muchas gracias!!
“It isn’t that hard to like you or love you, I’d follow you down down down, you’re unbelievable, If you’re going crazy just grab me and take me, I’d follow you down down down, anywhere anywhere…”