Kongruencia
A geometriában két alakzat vagy tárgy akkor kongruens, ha alakjuk és méretük megegyezik. Akkor is, ha az egyiknek ugyanaz az alakja és mérete, mint a másiknak a tükörképe.
Formálisan két ponthalmazt akkor és csak akkor nevezünk kongruensnek, ha az egyiket izometriával át lehet alakítani a másikba. Az izometriához merev mozgásokat használunk.
Ez azt jelenti, hogy az egyik objektumot át lehet helyezni és tükrözni (de nem lehet átméretezni), hogy pontosan egybeessen a másik objektummal. Tehát két különböző síkbeli alakzat egy darab papíron akkor kongruens, ha ki tudjuk vágni őket, majd teljesen összeilleszthetjük őket. A papír megfordítása megengedett.
A kongruens sokszögek olyan sokszögek, amelyeket ha egy szabályos sokszöget kettéhajtasz, akkor az egy kongruens sokszög lesz.
Két geometriai alakzat akkor kongruens, ha az egyik úgy mozgatható vagy elforgatható, hogy pontosan illeszkedjen a másikhoz. Ha az egyik tárgy méretét meg kell változtatni, a két tárgy nem kongruens: egyszerűen csak hasonlónak nevezzük őket.
Ha két alakzat vagy tárgy kongruens, akkor alakjuk és méretük megegyezik; de elforgathatók, elmozdíthatók, tükrözhetők (tükrözhetők) vagy elfordíthatók, hogy pontosan oda illeszkedjenek, ahol a másik van.
Egy példa a kongruenciára. A bal oldali két háromszög kongruens, a harmadik pedig hasonló hozzájuk. Az utolsó háromszög nem hasonló és nem is kongruens a többihez. Figyeljük meg, hogy a kongruencia lehetővé teszi egyes tulajdonságok, például az elhelyezkedés és a tájolás megváltoztatását, de másokat, például a távolságot és a szögeket változatlanul hagy. A változatlan tulajdonságokat invarianciáknak nevezzük.
Példák
- minden olyan négyzet, amelynek oldalainak hossza megegyezik, egybeesik.
- minden olyan egyenlő oldalú háromszög, amelynek oldalainak hossza megegyezik, egybeesik.
Kongruencia tesztek
- Két szög és a köztük lévő oldal két háromszögben megegyezik (ASA kongruencia).
- Két szög és egy nem köztük lévő oldal mindkét háromszögben megegyezik (AAS kongruencia).
- Mindkét három háromszög mindhárom oldala megegyezik (SSS kongruencia)
- két oldal és a köztük lévő szög 2 háromszöget egybevágóvá tesz (SAS kongruencia)
Hogyan kaphatunk újabb kongruens alakzatokat?
Elég sok lehetőségünk van, néhány szabály, hogy az új formák kongruensek legyenek az eredetivel.
- Ha egy geomentrikus alakzatot eltolunk a síkban, akkor egy olyan alakzatot kapunk, amely kongruens az eredetivel.
- Ha eltolás helyett elforgatjuk, akkor is az eredetivel kongruens alakzatot kapunk.
- Még ha az eredeti alakzat tükörképét vesszük is, akkor is egy kongruens alakzatot kapunk.
- Ha a három tevékenységet egymás után kombináljuk, akkor is kongruens alakzatokat kapunk.
- Nincs több egybevágó alakzat. Pontosabban ez azt jelenti, hogy ha egy alakzat kongruens az eredetivel, akkor az a fent leírt három tevékenységgel elérhető.
Annak a kapcsolatnak, hogy egy alakzat kongruens egy másik alakzattal, három híres tulajdonsága van.
- Ha az eredeti alakzatot az eredeti helyén hagyjuk, akkor az önmagával kongruens. Ezt a viselkedést, ezt a tulajdonságot nevezzük reflexivitásnak.
Például, ha a fenti eltolás nem valódi eltolás, hanem csak egy nulla hosszúságú mozgást végző eltolás. Vagy hasonlóképpen, ha a fenti elforgatás nem szabályos elforgatás, hanem csak egy nulla szögű elforgatás.
- Ha egy alakzat kongruens egy másik alakzattal, akkor ez a másik alakzat is kongruens az eredetivel. Ezt a viselkedést, ezt a tulajdonságot szimmetriának nevezzük.
Például, ha az új alakzatot visszatoljuk, vagy visszaforgatjuk, vagy visszatükrözzük az eredeti alakzathoz, akkor az eredeti alakzat kongruens az új alakzattal.
- Ha egy C alakzat kongruens egy B alakzattal, és a B alakzat kongruens az eredeti A alakzattal, akkor a C alakzat is kongruens az eredeti A alakzattal. Ezt a viselkedést, ezt a tulajdonságot tranzitivitásnak nevezzük.
Ha például először eltolást, majd elforgatást alkalmazunk, akkor az így kapott új alakzat még mindig kongruens az eredetivel.
A híres három tulajdonság, a reflexivitás, a szimmetria és a tranzitivitás együttesen alkotják az ekvivalencia fogalmát. Ezért a kongruencia tulajdonság a síkbeli alakzatok közötti egyenértékűségi viszony egyik fajtája.
Kérdések és válaszok
K: Mit jelent az, hogy két alakzat kongruens a geometriában?
V: Két alakzat akkor kongruens a geometriában, ha alakjuk és méretük megegyezik, vagy ha az egyik alakja és mérete megegyezik a másik tükörképével.
K: Hogyan neveznek két ponthalmazt kongruensnek?
V: Két ponthalmazt akkor és csak akkor nevezünk kongruensnek, ha az egyiket izometriával át lehet alakítani a másikba.
K: Mire használják a merev mozgásokat az izometriában?
V: A merev mozgásokat az izometriában geometriai alakzatok átállítására, elforgatására vagy tükrözésére használják, anélkül, hogy átméreteznék őket, hogy pontosan egybeessenek más objektumokkal.
K: Lehet-e két alakzat kongruens, ha az egyiknek meg kell változtatnia a méretét, hogy egybeessen a másikkal?
V: Nem, ha az egyik objektumnak meg kell változtatnia a méretét ahhoz, hogy egybeessen a másikkal, akkor a két objektum nem kongruens, de hasonlónak nevezzük őket.
K: Mit mondhatunk két különböző síkbeli alakzat kongruenciájáról egy darab papíron?
V: Két különböző síkbeli alakzat egy darab papíron akkor kongruens, ha ki tudjuk vágni őket, majd teljesen összeilleszthetjük őket, szükség esetén megfordítva a papírt.
K: Mik azok a kongruens sokszögek?
V: A kongruens sokszögek olyan sokszögek, amelyeket félbehajlítva egy másik szabályos sokszöget kapunk, amely szintén kongruens.
K: Mi a feltétele annak, hogy két objektumot kongruensnek nevezzenek a geometriában?
V: A geometriában két objektum kongruensnek nevezhető, ha az egyik objektumot úgy lehet áthelyezni, elforgatni vagy tükrözni, hogy az pontosan egybeessen a másik objektummal anélkül, hogy annak mérete megváltozna.
