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Zentrische Streckung

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Unter einer zentrischen Streckung versteht man in der Geometrie eine Abbildung, die alle Strecken in einem bestimmten, gegebenen Verhältnis vergrößert oder verkleinert, wobei die Bildstrecken jeweils zu den ursprünglichen Strecken parallel sind. Zentrische Streckungen sind spezielle Ähnlichkeitsabbildungen.

Definition

Gegeben seien ein Punkt Z der Zeichenebene oder des Raumes und eine reelle Zahl m \ne 0. Die zentrische Streckung mit Zentrum Z und Streckungsfaktor (Abbildungsfaktor) m ist diejenige Abbildung der Zeichenebene beziehungsweise des Raumes in sich, bei der der Bildpunkt P' eines Punktes P folgende Eigenschaften besitzt:

  • Z, P und P' liegen auf einer Geraden.
  • Für m > 0 liegen P und P' auf derselben Seite von Z, für m < 0 auf verschiedenen Seiten.
  • Die Streckenlänge \overline{ZP'} ist gleich dem | m | -fachen der Streckenlänge \overline{ZP}.

Die beiden Skizzen zeigen die Anwendung zweier zentrischer Streckungen (mit m = 3 und m = − 0,5) auf jeweils ein Dreieck ABC. Vereinfachung: Zentrische Streckungen benutzt man, um etwas zu vergrößern oder zu verkleinern. Hierzu benötigt man ein Streckzentrum Z und einen Maßstab. Ebenfalls ist ein Koordinatensystem von Nöten.

Bild:ZentrStreckPos.png

Bild:ZentrStreckNeg.png

Eigenschaften

  • Zentrische Streckungen sind geraden- und winkeltreu, aber im Allgemeinen nicht längentreu.
  • Die Längenverhältnisse bleiben erhalten.
  • Die Bildstrecke einer beliebigen Strecke hat die | m | -fache Länge.
  • Eine beliebige geometrische Figur wird auf eine Figur mit dem m2-fachen Flächeninhalt abgebildet.
  • Ein beliebiger Körper wird auf einen Körper mit dem | m | 3-fachen Volumen abgebildet.
  • Die zentrischen Streckungen mit einem bestimmten Zentrum bilden algebraisch gesehen eine Gruppe.

Spezialfälle

Für m = 1 ergibt sich die identische Abbildung (Identität), für m = − 1 eine Punktspiegelung. Der Fall m = 0 ist nicht erlaubt, da sonst alle Punkte denselben Bildpunkt hätten, nämlich das Zentrum.

Siehe auch

Weblinks

Literatur

  • H. Schupp: Elementargeometrie, UTB Schoeningh (1977)
Wikipedia
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