Feladat: C.440 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Füzet: 1997/február, 76 - 77. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Térelemek és részeik, Térbeli szimmetrikus alakzatok, C gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1996/szeptember: C.440

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Szimmetriasíknak nevezzük azt a síkot, amelyre ha a testet tükrözzük, önmagába megy át. Szimmetriasíknak szimmetriasíkra való képe szimmetriasík. Legyen a test három szimmetriasíkja S1, S2 és S3. A síkok közül semelyik kettő sem lehet párhuzamos. Tegyük fel ugyanis, hogy például S1 párhuzamos S2-vel. Ekkor szimmetriasík lesz az S1-nek S2-re való tükörképe, S11 is, hasonlóan S2-nek S11-re való S21 tükörképe is, ezért S11-nek S21-re való, S12 tükörképe is stb; azaz ekkor 3-nál több (sőt végtelen sok) szimmetriasík létezne. Tehát S1, S2, S3 közül bármelyik kettőnek a metszésvonala egy egyenes.
Ekkor két testet különböztetünk meg:
Első eset: az S1 síkra való tükrözéskor S2 és S3 képe is önmaga. Ekkor S2 is és S3 is merőleges S1-re. Így S2-re tükrözve S1 képe önmaga, ezért az S2-re való tükrözésnél S3 is csak önmagába mehet. Tehát ekkor S1, S2, S3 páronként merőlegesek egymásra. Ilyen test létezik is. Pl. a téglatestnek pontosan három szimmetriasíkja van, s ezek páronként merőlegesek egymásra (1 ábra).
Második eset: S1-re való tükrözéskor S2 S3-ba, S3 pedig S2-be megy át, így egyikük sem merőleges S1-re. Ekkor S2 és S3 metszésvonala az S1-re történő tükrözés során fix, így rajta van S1-en. (Merőleges azért nem lehet rá, mert abból pl. S1 és S2 merőlegessége következne.) Tehát S1, S2, S3 metszete egy egyenes, és bármelyikükre való tükrözés során a másik két sík egymásba megy át. Ezért a három sík egyenlő szöget zár be egymással, tehát bármelyik kettő hajlásszöge 60. Ilyen test is létezik, pl. a szabályos háromszög alapú gúla, amely nem szabályos tetraéder (2. ábra).