Compositions d'isométries du plan

Composée de deux symétries orthogonales

Soient SD et SD' deux symétries orthogonales respectivement d'axe D et D' .

  • Si les droites D et D' sont strictement parallèles, soit H un point quelconque de D et H' son projeté orthogonal sur la droite D', la composée de la symétrie orthogonale SD suivie de la composée SD' est la translation de vecteur 2

    démonstration : soit A un point quelconque du plan, A' son image par SD et A'' l'image de A' par SD' on a :


  • Si les droites D et D' sont sécantes en un point O , la composée de la symétrie orthogonale SD suivie de la composée SD' est la rotation de centre O et d'angle 2 ( D ; D' )


    démonstration

    soit A un point quelconque du plan, A' son image par SD et A'' l'image de A' par SD' on a :
  • Si D = D' , la composée est l'identité du plan , ou tout point est sa propre image.

Composée de deux translations
la composée de la translation t suivie de la translation t est une translation de vecteur + :
t o t = t+


Composée de deux rotations
On considère deux rotations r1 et r2 de centres respectifs O1 et O2, et d'angle respectif de mesure 1 et 2 , la composée de de ces deux rotations peut être suivant les cas une rotation d'angle d'angle 1 + 2 ou bien une translation.


démonstration, on décompose les deux rotations en composée de symétrie axiale. Si on pose 1 et 2, les droites passant respectivement par O1 et O2 sont telles que :
mes ( (O1O2), 1) = - 1 /2 et mes ( (O1 O2), 2) = 2 /2
posons S1 , S2 et S les reflexions d'axes respectifs (O1O2), 1, 2
r2 o r1 = (S2 o S )o( S o S1) = S2 o (S o S ) o S1 = S2 o S1
on a de plus mes ( 1 , 2) = 1 /2 + 2 /2 = (1 + 2 )/2

  • cette composée est une translation est un translation si les droites 1 et 2 sont parallèles quand 1 + 2 = k2 avec k
  • cette composée est une rotation de centre le point d'intersection de 1 et 2 si 1 et 2 sont sécantes, l'angle de cette rotation est 1 + 2



    Composée d'une rotation et d'une translation
  • la composée de la translation t suivie de la rotation de centre O et d'angle de mesure est encore une rotation d'angle de mesure de même que la composée de la rotation de centre O et d'angle de mesure suivie de la translation t
    La démonstration utilise encore les décompositions en composée de symétries orthogonales.
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