Rotações como Transformações
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Numa atividade anterior com o Winplot estudamos o efeito de uma rotação de ângulo © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César sobre o ponto © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. Variando © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César com o mouse, vimos o ponto em movimento circular em volta da origem. Seria interessante se pudéssemos fazer o oposto: fixar um valor para © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César e observar o efeito da rotação de ângulo © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César sobre um ponto variável no plano cartesiano.

Considere, por exemplo, uma rotação de © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César (isto é, tome © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César). Cada ponto © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César é girado de © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César no sentido positivo, dando como resultado um novo ponto © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. Seria interessante se pudéssemos movimentar o ponto © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César e, ao mesmo tempo, acompanhar a trajetória do ponto girado © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. É intuitivamente claro que se, digamos, o ponto © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César andar em linha reta, o ponto © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César descreverá uma reta girada de © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. Investigações desse tipo propiciam um entendimento mais acurado da ação de uma rotação sobre pontos do plano. Como visualizar essa variação simultânea?

Embora não pareça, estamos lidando aqui essencialmente com um problema de gráficos de certas funções. Uma rotação no plano © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César, tal como vimos estudando, define uma transformação de pontos do plano em si mesmo. Cada ponto © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César é transformado pela rotação num ponto © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César que depende do primeiro. Mas isto nada mais é do que uma instância do conceito de função.

Cada rotação de ângulo © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César define (ou é) uma função de © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César (o plano cartesiano) em © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. Na verdade, parte do que fizemos anteriormente consistiu em descobrir a “lei” que regula uma tal função. Como agora sabemos, uma rotação de angulo © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César leva cada par © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César no ponto

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

Colocando isso em termos ainda mais explícitos: a rotação de ângulo © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César é a função

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

definida por

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

Nosso problema no primeiro parágrafo dessa seção é este: fixado um © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César, visualizar o gráfico da função © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. Estritamente falando, isto é impossível: o gráfico de © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César é um conjunto de quádruplas ordenadas; se fossem duplas ou triplas, poderíamos marcá-las no plano ou no espaço. Todavia, é possível “enxergar” o comportamento de © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César simplesmente colocando o seu domínio e a sua imagem lado a lado (conforme ilustramos abaixo). Isto pode ser feito nas versões mais recentes do Winplot, conforme mostraremos em seguida.


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© Carlos César de Araújo - Sexta-feira, 5 de Abril de 2002