Geometria descrittiva dinamica Con questo learning object si vuole studiare e definire la legge geometrico-descrittiva relativa alla condizione di appartenenza tra il punto e la retta e la reciproca relazione di contenenza o inclusione. L’indagine affronta sia la procedura deduttiva sia la procedura impositiva. Al termine dell’analisi si definisce un quadro sintetico di riferimento che comprende sia gli aspetti teorici che quelli grafici che quelli concettuali. La presentazione si conclude e completa con alcune esemplificazioni grafiche riferite ai quattro diedri e con la proposta di temi scritti da volgere e sviluppare in forma di elaborati grafici Per approfondimenti consultare il sito http://www.webalice.it/eliofragassi

Geometria descrittiva dinamica Indagine insiemistica sulla doppia proiezione ortogonale di Monge LA CONDIZIONE DI APPARTENENZA E BIUNIVOCA RELAZIONE DI CONTENENZA O INCLUSIONE TRA PUNTO E RETTA Il disegno di copertina è stato eseguito nell’a.s. 2008/09 da Longo Ilaria della classe 3°C del Liceo Artistico Statale “G.Misticoni” di Pescara per la materia : “Discipline grafico-geometriche” La revisione delle formalizzazioni è stata curata dalla dott.ssa Gabriella Mostacci Il materiale può essere riprodotto citando la fonte Autore Prof. Elio Fragassi IL materiale può essere riprodotto citando la fonte Autore Prof. Elio Fragassi

Appartenenza e/o contenenza tra punto e retta (1) Indagine esplicativa e deduttiva Prendiamo in esame il punto e la retta definendone la relativa legge di appartenenza e/o contenenza come sintetizzata dalla seguente espressione P Î r  r Ì P Le due rappresentazioni di fig. 01 e fig. 02 (punto e retta) hanno in comune un solo elemento: la linea di terra lt – si ricorda che la lt è costituita dal luogo geometrico dei punti uniti- per cui è possibile far traslare la rappresentazione del punto P sulla rappresentazione della retta r o viceversa facendo in modo che la lt del punto P coincida con la lt della retta r Poiché dobbiamo stabilire, leggi geometriche valide in ogni caso e situazione, tra enti diversi, per prima cosa è necessario analizzare e conoscere quali elementi geometrico-descrittivi prendere in considerazione per la ricerca della specifica legge

Appartenenza e/o contenenza tra punto e retta (2) Indagine esplicativa e deduttiva In questo caso possiamo prendere in considerazione le proiezioni del punto P(P'; P'') e le proiezioni della retta r(r'; r'') –retta punteggiata- in quanto si caratterizzano, fisicamente, con le stesse caratteristiche, come si evince dalla Tabella – A – presente nel video dell’introduzione. Ricordando l’espressione insiemistico-descrittiva della retta, perché il punto P appartenga alla retta r - Pr - è necessario accertare che P(P'; P'') sia un punto di questo insieme e quindi delle relative espressioni delle proiezioni della retta r Pertanto è necessario verificare la sussistenza delle seguenti formalizzazioni relative alle proiezioni della retta r = Le formalizzazioni esposte esplicitano il rapporto tra le proiezioni del punto e le proiezioni della retta chiarendo che la proiezione r' è formata dalla sommatoria orientata, dell’insieme di tutte le prime proiezioni del punto P in movimento definito, così come anche r'' è formata dalla sommatoria dell’insieme di tutte le seconde proiezioni del punto P in movimento definito ed orientato nello spazio del diedro

Appartenenza e/o contenenza tra punto e retta (3) Indagine esplicativa e deduttiva Passando all’analisi grafica, sovrapponendo le due rappresentazioni, può accadere che si presenti la situazione di cui alla fig.03, ed alla fig.04, rispettivamente nei diedri I e II In questi casi accade che P’’ sta su r’’, quindi verifica la sommatoria Mentre P’ non stando su r’ non verifica la sommatoria Data la posizione di P' non può affermarsi che P sia un punto dell’insieme sommatoria che determina la retta r, per cui in questo caso P non appartiene alla retta r: PÏ r e, reciprocamente, la retta r non contiene il punto P,: r Ë P Pertanto si ha: r = L’espressione sintetica si esplicita come di seguito P  r  r  P

Appartenenza e/o contenenza tra punto e retta (4) Indagine esplicativa e deduttiva Traslando ulteriormente il punto P e facendo coincidere, sempre, le due linee di terra può accadere che si presenti la situazione grafica delle figg. 05 e 06 riferite ai diedri I e II. In questi casi accade che P’ sta su r’, quindi verifica la sommatoria Mentre P’’ non stando su r’’ non verifica la sommatoria Data, la posizione di P'' non può affermarsi che P sia un punto della sommatoria che determina la retta r, per cui, il punto P non appartiene alla retta r ossia: PÏr e, reciprocamente la retta r non contiene il punto P, cioè: rË P Pertanto si ha: r = L’espressione sintetica si esplicita come di seguito P  r  r  P

Appartenenza e/o contenenza tra punto e retta (5) Indagine esplicativa e deduttiva Infine, può accadere che continuando a traslare la proiezione del punto sulle proiezioni della retta, o viceversa, le proiezioni della retta su quelle del punto, si presenti la situazione grafica della fig.07 e della fig. 08 sempre riferita ai diedri I e II. In questi casi accade che P’ sta su r’, quindi verifica la sommatoria Ed anche P’’ sta su r’’ verificando completamente la sommatoria Possiamo affermare, quindi, che esiste un legame completo tra le proiezioni del punto e le proiezioni della retta per cui, in questo caso, il punto P appartiene alla retta r, cioè PÎ r e, reciprocamente, la retta r contiene il punto P, cioè: r Ì P

Appartenenza e/o contenenza tra punto e retta (6) Indagine esplicativa e deduttiva In conclusione possiamo definire la seguente legge geometrico-rappresentativa dell'appartenenza tra punto e retta che, esplicitandola negli elementi geometrico descrittivi, assume la seguente forma esplicativa e deduttiva. dove P’ r’ P’’ r’’ P  r dove dove La reciproca legge della contenenza si esprime, nella forma esplicativa e deduttiva, come di seguito dove r’’ P’’ r  P r’ P’ dove dove Per la condizione di appartenenza si ha: Per la reciproca legge di inclusione si ha: Se le proiezioni di un punto appartengono alle rispettive omonime proiezioni di una retta allora, e solo allora, il punto appartiene alla retta. Se le proiezioni di una retta contengono le rispettive omonime proiezioni di un punto allora, e solo allora la retta contiene il punto.

Procedura applicativa o impositiva (1) Se la condizione deve essere imposta è necessario operare in modo tale che si verifichino le graficizzazioni di cui si è discusso Pertanto, data una retta r rappresentata mediante le sue proiezioni r’ ed r’’, volendo che sia Pr dovrà costruirsi (quindi imporre) P’r’ e P’’r’’ in quanto è necessario imporre che le proiezioni del punto siano elementi geometrici delle seguenti formalizzazioni Se il dato iniziale, invece, è un punto P e si vuole che esso appartenga ad una retta r è necessario imporre, graficamente, che le proiezioni della retta passino (cioè contengano e includano) per le proiezioni del punto. Così operando il punto sarà elemento delle formalizzazioni r = Poiché per un punto passano infinite rette (fascio di rette nel piano o stella di rette nello spazio), è chiaro che, infinite saranno le proiezioni delle rette che passeranno per le proiezioni del punto in relazione al tipo di forma fondamentale (fascio di rette o stelle di rette)

Procedura applicativa o impositiva (2) Allora la formalizzazione applicativa assumerà la forma esposta di seguito P  r P’’r’’ P’ r’ dove dove dove la reciproca legge di contenenza o inclusione sarà espressa dalla seguente formalizzazione r  P r’’ P’’ r’ P’ dove dove dove Per la condizione di appartenenza si ha: Per la reciproca legge di inclusione si ha: Un punto appartiene ad una retta se, e solo se, le proiezioni del punto appartengono alle rispettive omonime proiezioni della retta Una retta contiene un punto se, e solo se, le proiezioni della retta contengono le rispettive proiezioni del punto Pr P’r’ e P’’r’’ rP r’P’ e r’’P’’

Caratteristiche degli elementi geometrici Quadro sintetico della condizione di appartenenza e di contenenza o inclusione tra punto e retta Caratteristiche degli elementi geometrici Appartenenza tra punto e retta Elemento geometrico Didascalia elemento Didascalia elemento rappresentativo Nomenclatura elemento rappresentativo geometrica dell’elemento rappresentativo Definizione Definizione fisica dell’elemento rappresentativo Relazione insiemistica delle leggi dell’appartenenza o della inclusione Definizioni grafica e descrittiva degli elementi geometrici P’ 1a immagine o 1a proiezione APPARTENENZA punto virtuale Punto Pr P’r’ P”r” P 2a immagine o 2a proiezione P” punto virtuale T1r CONTENENZA O INCLUSIONE 1a traccia punto reale T2r Retta 2a traccia punto reale r r  P r’P’’ r” P” 1a immagine o 1a proiezione r’ retta virtuale r” 2a immagine o 2a proiezione retta virtuale

Esemplificazioni grafiche nei quattro diedri Seguono alcune esemplificazioni grafiche delle condizioni di appartenenza e/o contenenza nei diversi diedri tra rette e punti di diversa tipologia geometrica e collocazione grafica nello spazio (Fig.09, Fig.10, Fig.11, Fig.12).

Esercitazioni grafiche sulla condizione di appartenenza o contenenza tra punto e retta (1) risoluzione T ¥1r P” r’ P” r’ T ¥1r

Esercitazioni grafiche sulla condizione di appartenenza o contenenza tra punto e retta (2) risoluzione T2r r” T1r r’ r’ r”

Esercitazioni grafiche sulla condizione di appartenenza o contenenza tra punto e retta (3) risoluzione l” l’ T2g g” T2l T1g T1l g’

Esercitazioni grafiche sulla condizione di appartenenza o contenenza tra punto e retta (4) risoluzione X” Y” R” S’ R’ X’ Y’ S”

Temi scritti da volgere e sviluppare in forma di elaborati grafici Dato il punto A(A’=3; A”=5) definire e rappresentare tre rette a, b, c, contenenti il punto assegnato. Dati i punti X(X’=-3; X”=3), Y(Y’=2; Y”=5) definire e rappresentare la retta a contenente i due punti assegnati. Dati i punti X(X’=2; X”=3), A(A’=-2; A”=4), B(B’=2; B”=-4) definire e rappresentare le rette contenenti i segmenti . Sapendo che per due punti non coincidenti passa una ed una sola retta, dati i seguenti punti: A(A’=1;A”=1), B(B’=-2;B”=2), C(C’=-3;C”=-3), D(D’=4,D”=-4), definire e rappresentare le rette contenenti, ciascuna, una coppia dei punti assegnati. Data una retta a( 1+  2+) definire e rappresentare tre punti distinti A, B, C, appartenenti a questa retta. Data una retta b( 1+  2+) definire e rappresentare tre punti distinti E, F, G, appartenenti ad essa. Data la retta c( T1c=-3; T2c=-4) definire e rappresentare tre punti distinti H, I, L, appartenenti a questa. Data la retta d( T1d=3; T2d=) definire e rappresentare tre punti distinti M, N, O, appartenenti a questa retta. Definire e rappresentare la retta a contenente i punti AW ID ; BW IID. Definire e rappresentare la retta s contenente i punti DW IID ; EW IIID. Definire e rappresentare la retta l contenente i punti GW IIID ; HW IVD. Definire e rappresentare la retta m contenente i punti LW IVD ; MW ID

Per maggiore completezza ed approfondimento degli argomenti si può consultare il seguente sito http://www.webalice.it/eliofragassi