а) точка М, в том и только в том, случаи принадлежит оси симметрии точек А и В, если AM = ВМ;

б) ось симметрии точек А и В есть множество всех точек, равноудалённых от А и В.

Из рассмотренного решения первой задачи становится понятным, почему ось симметрии двух точек А и В часто называют средним перпендикуляром отрезка АВ.

§18. Свойства равнобедренного треугольника. Новым является в этом параграфе то, что акцент сделан на симметричность равнобедренного треугольника. Это систематизирует факты и упрощает доказательства. В этой главе есть ещё параграф 19. Расстояние от точки до прямой.

Содержание параграфа 36* «Композиция геометрических преобразований» нетрадиционно: прежде этот материал в школе не рассматривался. Операция композиции движений в каком-то смысле аналогична «умножению» движений (иногда вместо термина композиция преобразований говорят об их «произведении»). Однако неожиданным для учащихся является то, что композиция движений является, вообще говоря, некоммутативной операцией. Это поясняется примером. В некоторых случаях композиция движений обладает свойством коммутативности.

Далее в параграфе рассматривается три задачи. Они дают образцы нахождения композиции различных движений: в 1-й и во 2-й задачах рассматриваются два возможных случая нахождения композиции осевых симметрии, а в задаче 3 речь идет о композиции поворота и параллельного переноса. В рассмотренных задачах композиция симметрии, поворотов и переносов снова была движением одного из этих видов. Однако так будет не всегда: композиция P*S, где S - симметрия относительно прямой n, а Р - параллельный перенос на вектор =0, параллельной этой прямой, не является ни поворотом, ни параллельным переносом, ни осевой симметрией. Эта композиция P*S называется скользящей симметрией и является движением, меняющим ориентацию.

Далее вводится теорема: всякое сохраняющее ориентацию движение плоскости представляет собой либо поворот (в частности, центральную симметрию), либо параллельный перенос. Всякое меняющее ориентацию движение плоскости является осевой или скользящей симметрией.

В этом параграфе рассматривается лишь случай композиции движений. Можно также рассматривать композиции и других геометрических преобразований. В следующем параграфе рассматривается композиция гомотетии и движения.

И еще хотелось бы рассказать об учебнике Г.В. Дорофеева, И.Ф. Шарыгина «Математика 6». В нем существенно пересмотрено изучение геометрии. Геометрический материал в этом курсе охарактеризован как наглядно-деятельностная геометрия. Обучение организуется как процесс, направленный на развитие пространственных представлений, расширение геометрического кругозора.

Введению центральных понятий курса предшествует этап практической деятельности по средствам рабочей тетради, в ходе которого знания формируются на наглядно-интуитивном уровне. Симметрия изучается в середине года после изучения темы прямые и окружности. В главе рассматриваются осевая, центральная и зеркальная симметрии. В отдельный пункт выделен вопрос о применении симметрии к решению некоторых геометрических задач, где рассматривается традиционная для занимательной математики задача о пауке и мухе. Этот пункт советуют рассматривать только с сильными учащимися.

Изучение осевой и центральной симметрии строится по одной и той же схеме: в ходе физического действия вводится понятие точек, симметричных относительно прямой (центра); анализируются особенности их расположения относительно оси (центра) симметрии и на основе этого формулируется способ построения симметричных точек; рассматриваются фигуры, симметричные относительно прямой (точки), и фиксируется факт их равенства, вводится понятие оси (центра) симметрии фигуры; устанавливается наличие у известных фигур осей (центра) симметрии.

Изучение видов симметрий и ее свойств опирается на фактические действия и физический эксперимент. Для осевой симметрии – это перегибание по оси симметрии, для центральной – поворот на 180º, для зеркальной – опыт с зеркалом.

Таким образом, в учебных и методических пособиях по геометрии изложение отдельных видов геометрических преобразований занимает значительное место, но при этом:

- изложение теории не всегда раскрывает сущность геометрических преобразований;

- метод геометрических преобразований не рассматривается как один из наиболее эффективных методов решения задач;

- недостаточно освещены вопросы прикладной направленности геометрических преобразований;

- не устанавливаются межпредметные связи геометрии с другими дисциплинами курса посредством геометрических преобразований.

Как показывает анализ учебников и учебных пособий по проблеме изучения геометрических преобразований в средней школе, эти знания и умения представлены не как система, а как ряд частных явлений и их изучение растянуто на несколько лет. При этом каждое преобразование дается обособленно, вне связи с другими, несмотря на то, что эта связь существует. Свойства, которыми обладают преобразования, рассматриваются отдельно для каждого конкретного вида, в то же время многие свойства, например, преобразований группы движений, аналогичны.

Для каждого преобразования дается частный прием его совершения. Причем главным в действиях учащихся является исполнительная часть: ученики механически производят построения, не имея полной ориентировочной основы.

Нерациональный способ изложения теории геометрических преобразований приводит к трудностям, с которыми сталкиваются учителя при преподавании, а ученики - при усвоении этого раздела курса. По нашему мнению, при изучении геометрических преобразований следует стремиться к тому, чтобы учащиеся с самого начала усвоили те общие элементы, те основные единицы, которые характерны для всех изучаемых в школьном курсе геометрических преобразований, а затем – метод работы с этими единицами, позволяющий получать все виды данных преобразований. Таким образом, учащиеся должны усвоить обобщенное умение по выполнению данных преобразований.

Элементарные геометрические преобразования играют ведущую роль в обучении решению задач на построение. Трудно переоценить роль задач на построение в формировании математического мышления школьников.

С древних времен геометрические построения способствовали развитию не только самой геометрии, но и других разделов математики. Задачи на построение циркулем и линейкой и сегодня считаются математически весьма интересными, и вот уже более 100 лет это традиционный материал школьного курса геометрии.

Они по своей постановке и методам решения объективно призваны развивать способность отчетливо представлять себе ту или иную геометрическую фигуру и, более того, уметь мысленно оперировать элементами этой фигуры. Задачи на построение могут способствовать пониманию учащимися происхождения различных геометрических фигур, возможности их преобразования с помощью элементарных геометрических преобразований. Все это является важной предпосылкой становления пространственного мышления школьников, исследовательских и творческих умений, геометрической интуиции.