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Überprüfung - Lineare und affine Abbildungen

Aufgabe 1

Betrachte die Abbildung mit folgender Vektorgleichung.

Vektorgleichung mit Abbildungsmatrix

$\begin{pmatrix} x_1' \\ x_2' \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -1 & 0 \\ 0 & -1 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} x_1 \\ x_2 \end{pmatrix} - \begin{pmatrix} 2 \\ 2 \end{pmatrix}$

(a) Bestimme die Bildpunkte zu folgenden Ausgangspunkten.

$\quad\begin{array}{lcl} (0|-1) & \rightarrow & \dots \\ (4|-1) & \rightarrow & \dots \\ (4|1) & \rightarrow & \dots \\ (0|1) & \rightarrow & \dots \end{array}$

(b) Bewege die Bildpunkte im Applet an die berechneten Positionen. Welche Abbildung wird mit der Vektorgleichung oben beschrieben? Beschreibe die Abbildung geometrisch.

Zum Herunterladen: abbildungen2.ggb

(c) Handelt es sich bei der betrachteten Abbildung um eine lineare bzw. affine Abbildung? Begründe.

Zur Kontrolle

(a)
$\quad\begin{array}{lcl} (0|-1) & \rightarrow & (-2|-1) \\ (4|-1) & \rightarrow & (-6|-1) \\ (4|1) & \rightarrow & (-6|-3) \\ (0|1) & \rightarrow & (-2|-3) \end{array}$

(b) Die Abbildung lässt sich geometrisch als Punktspiegelung mit dem Spiegelzentrum $(-1|-1)$ deuten.

(c) Die Abbildung ist keine lineare Abbildung, da der Ursprung $(0|0)$ auf $(-2|-2)$ abgebildet wird. Die Abbildung ist eine affine Abbildung, da sie auch mit folgener Vektorgleichung beschrieben werden kann:

$\begin{pmatrix} x_1' \\ x_2' \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -1 & 0 \\ 0 & -1 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} x_1 \\ x_2 \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} -2 \\ -2 \end{pmatrix}$

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