martes, 27 de marzo de 2012

Fractales recursivos: Curva de Koch [JAVA]

curva-de-koch-triangulo-completo-150Hemos visto un primer programa denominado "DrawWorld" que nos introducía la programación en JAVA orientada a los gráficos. Este módulo de programación nos ha servido para ver un primer fractal recursivo: El triángulo de Sierpisnki.


Veamos como modificar este programa elemental para generar un nuevo fractal recursivo básico: La curva de Kuch.


(Ver como se genera un fractal recursivo)

Es un fractal que se construye de forma recursiva a partir de una línea recta. Sus lados se dividen en tres partes iguales y el segmento central se cambia por dos iguales que forman 60 grados con los anteriores y entre si.




La curva de Koch, también conocida como copo de nieve es un fractal que puede obtenerse mediante diferentes procedimientos como los denominados IFS o sistemas de funciones iteradas (deterministas o no), sistemas basados en reglas, etc.


El algoritmo recursivo goza de la virtud de representar además un concepto muy asociado a los fractales: el infinito. La esencia de la recursividad permite describir de una forma muy simple la de la propia curva. Un universo que contiene a otro y este a su vez copia el patrón a menor escala (de forma contractiva) en una secuencia que se repite infinitamente.


La curva de Koch pertenece al grupo de los fractales autosimilares[1], siendo el método de obtención del tipo determinista.



[caption id="attachment_13420" align="alignleft" width="240" caption="Iniciador"]curva-de-koch-0[/caption]

[caption id="attachment_13421" align="alignright" width="241" caption="Primera iteración"]curva-de-koch-1[/caption]

Dimensión Fractal


La dimensión de un objeto es un concepto topológico que sitúa o clasifica a los objetos en espacios métricos. La noción intuitiva de espacios con dimensiones enteras choca con las denominadas dimensiones fractales, que toman valores reales.


La curva de Peano es una curva capaz de llenar el plano. ¿Tiene por lo tanto dos dimensiones?, cabe preguntarse.




Se asocia la dimensión de un fractal con la aspereza, o fragmentación, del mismo, de manera que una dimensión mayor presentará un aspecto más rugoso o dentado. En cualquier caso da información caracterizándolo acerca de su complejidad.



La curva de Koch tiene una relación s=1/3, con n = 4, por lo que su dimensión fractal es:

D=ln4/ln3 ~ 1.269

Si cada uno de estos nuevos segmentos se dividen de nuevo de forma recursiva se obtiene la curva de Hoch




[caption id="attachment_13422" align="aligncenter" width="247" caption="curva de koch para n=2"]curva-de-koch-2[/caption]

.




[caption id="attachment_13423" align="aligncenter" width="215" caption="curva de koch para n=3"]curva de koch para n=3[/caption]

[caption id="attachment_13424" align="aligncenter" width="226" caption="curva de koch para n=4"]curva de koch para n=4[/caption]

Si usamos tres líneas, en lugar de una como iniciador, en forma de triángulo equilátero aparecerá la clásica forma de copo de nieve, nombre con el que se conoce a esta configuración del fractal.




[caption id="attachment_13425" align="aligncenter" width="262" caption="curva de koch : copo de nieve"]curva-de-koch-triangulo[/caption]

Algoritmo generador


Se ha definido una función "paintRecursivo" (que se llama desde el método "paint") a la que pasamos los puntos de la línea o líneas del triángulo, así como el nivel de recursividad. La función calcula los vértices de los nuevos segmentos, pinta la figura y se llama a sí misma de nuevo reduciendo el nivel de recursividad.


Por lo tanto, en cada llamada a la función se reduce el valor de recursividad, de forma que cuando éste es cero termina de efectuar la recursividad.



import java.applet.Applet;
import java.awt.Graphics;
/**
* @author José Juan Aliaga
*/
public class MainApp extends Applet {
double xp1=300;
double yp1=300;
double xp2=10;
double yp2=300;
double sin60=Math.sin(3.14/3.);
int nivel_de_recursividad=6;

public MainApp() { }

public static void main(String[] args) { }

public void paint(Graphics g){
paintRecursivo(g,nivel_de_recursividad,xp1,yp1,xp2,yp2);
}

private void paintRecursivo(Graphics g, int i, double xp12, double yp12, double xp22, double yp22 ) {
double dx=(xp22-xp12)/3.;
double dy=(yp22-yp12)/3.;
double xx=xp12+3*dx/2.-dy*sin60;
double yy=yp12+3*dy/2.+dx*sin60;
if(i<=0){
g.drawLine((int)xp12,(int)yp12,(int)xp22,(int)yp22);
}
else{
paintRecursivo(g,i-1,xp12,yp12,xp12+dx,yp12+dy);
paintRecursivo(g,i-1,xp12+dx,yp12+dy,xx,yy);
paintRecursivo(g,i-1,xx,yy,xp22-dx,yp22-dy);
paintRecursivo(g,i-1,xp22-dx,yp22-dy,xp22,yp22);
}
} }

[caption id="" align="aligncenter" width="94" caption="Curso JAVA"]JAVA[/caption]

lunes, 26 de marzo de 2012

Sistemas de representación : Proyecciones [ Geometría descriptiva ]

sistemas-de-representación-ProyeccionesLos denominados Sistemas de Representación engloban un conjunto de técnicas y modelos de proyección que permiten visualizar elementos de un espacio tridimensional sobre un plano bidimensional.


Cada uno de los sistemas aporta una serie de ventajas que lo hacen especialmente útil en determinadas aplicaciones. Así, los sistemas que se engloban en el conjunto de perspectivas, son especialmente útiles para dar una visión tridimensional sencilla del objeto. Los sistemas de naturaleza cilíndrica ortogonal facilitan las operaciones de medida al reducirlas a obtención de triángulos pitagóricos (rectángulos), mientras los modelos cónicos o centrales se aproximan a la forma en que trabaja la visión humana.




La geometría descriptiva es un conjunto de técnicas de carácter geométrico que permite representar el espacio tridimensional sobre una superficie bidimensional y, por tanto, resolver en dos dimensiones los problemas espaciales garantizando la reversibilidad del proceso a través de la adecuada lectura.(W)



Todos los sistemas se pueden estudiar desde un punto de vista proyectivo mediante las dos operaciones fundamentales: Proyección y sección. Algunos aspectos como los relativos a la incidencia o pertenencia pueden independizarse del modelo de proyección utilizado, por lo que se pueden abordar de forma generalista.


Estas últimas nociones nos llevan a relacionar los diferentes sistemas en una única figura a la hora de iniciar su estudio, facilitando una interpretación espacial de las nociones proyectivas fundamentales a la vez que establecemos puentes metodológicos entre ellos.




La Perspectiva Cónica, el Sistema Diédrico, la Perspectiva Axonométrica y la Perspectiva Caballera son Sistemas que utilizan procedimientos de proyección cónica, ortogonal y oblícua, los cuales se pueden interrelacionar en una figura que los contemple conjuntamente.



1º) Consideremos un plano de proyección, plano del dibujo, plano del papel o plano del cuadro, al que por brevedad denominamos p.


plano_proyeccion

2º) Los tres vértices de proyección ortogonal, cónica y oblícua se corresponderán con los tres modelos básicos de proyección que dan lugar a las diferentes famílias de sistemas de representación.


sistemas-de-representación-vertices_proyeccion


3º) Sea un punto (A), objeto de representación. Veamos cómo se proyecta sobre el plano de proyección desde cada uno de los vértices o centros de proyección mencionados.


sistemas-de-representación-punto-a-proyectar


4º) Hacemos su primera representación en proyección ortogonal. La proyección del punto sobre el plano es la intersección de su rayo proyectante con el plano de proyección, es decir, la recta que contiene al punto y al centro de proyección.


sistemas-de-representación-proyeccion-ortogonal


5º) También se proyecta (A) de forma cónica y oblícua a partir de los correspondientes centros de proyección.


sistemas-de-representación-proyecciones-del-punto


6º) En proyección cónica dos triángulos rectángulos son semejantes y en proyección oblícua son semejantes otros dos
Los primeros triángulos comparten el ángulo g, los segundos el ángulo d y uno de los primeros con uno de los segundos el cateto y


sistemas-de-representación-relacion-entre-proyecciones


7º) Al considerar una recta cualquiera que pase por (A), a es su proyección cónica, a” ortogonal y ao oblícua.


8º) Las tres coinciden en el punto de intersección con el plano de proyección.


sistemas-de-representación-proyeccion-recta


9º) Por tanto a-a” son perspectivas con centro V”, a”-ao lo son con centro V y a-ao con centro Vo
10º) Un centro perspectivo impropio siempre conlleva asociado la conservación de la razón simple.
11ª) Con el centro propio no se conserva la razón simple. pero sí la razón doble.
12º) El ángulo a de la recta a está determinado en un triángulo rectángulo con catetos a” e y.


sistemas-de-representación-perspectividad entre proyecciones


Más adelante estableceremos la condición geométrica que distingue a la proyección ortogonal ante la proyección oblícua (respecto a la proyección cónica también es reiterable), que se analizará en el denominado teorema de las tres perpendiculares.


Agradecimientos: Al profesor José Jaime Rua Armesto por su secuencia de imágenes y comentarios sobre el tema.

[caption id="attachment_13573" align="aligncenter" width="400" caption="Sistemas_de_representacion"]Sistemas_de_representacion[/caption]

martes, 6 de marzo de 2012

Geometría métrica : Arco capaz sobre un segmento

La relación entre el ángulo inscrito y el ángulo central en una circunferencia permite obtener un lugar geométrico de gran importancia por sus numerosas aplicaciones en la geometría métrica; este lugar geométrico se denomina arco capaz.


angulo inscrito arco capaz


Los puntos de una circunferencia que son vértices de triángulos cuya base común es una cuerda de la circunferencia tienen la propiedad de tener asociado en ese vértice un mismo ángulo, que se corresponde con la mitad del ángulo central que abarca dicha base.


Esta propiedad permite enunciar la definición del lugar geométrico denominado Arco capaz sobre un segmento.




Arco capaz de un segmento AB visto bajo un ángulo α dado es el lugar geométrico de los puntos del plano desde los cuales se ve el segmento AB bajo el mismo ángulo α.



Construcción del arco capaz


El punto P observa al segmento AB (cuerda de la circunferencia) bajo un determinado ángulo (alfa). Al desplazarse sobre dicha circunferencia el ángulo permanece invariante.


Los segmentos PA y PB varian por tanto en longitud, pero no el ángulo que forman. Este concepto permite determinar una construcción elemental para, dado el segmento AB y el ángulo alfa, determinar el centro de la circunferencia descrita.


Si el punto P se desplaza hasta coincidir con el punto B, el segmento AP se convierte en el AB, y el segmento BP se convierte en la tangente a la circunferencia, por lo que la tangente en B forma alfa grados con el segmento AB.




La tangente y el radio que pasa por el punto de contacto son ortogonales



Para construir el arco capaz, o determinar la circunferencia, simplemente determinaremos su centro como intersección de la mediatriz de AB con la recta perpendicular a la tangente en B (que determinaremos previamente)




[caption id="attachment_13166" align="aligncenter" width="228" caption="Construcción del arco capaz"]Construccion arco capaz[/caption]

El arco capaz de 90 grados es una semicircunferencia.

Aplicaciones del arco capaz


Además de ser usado para resolver problemas de lugares geométricos, tiene especial utilidad como herramienta para demostrar teoremas clásicos de la geometría métrica.

Aplicación a construcciones geométricas


El arco capaz de mayor interés es el de 90 grados, es decir, el del ángulo recto. Este lugar geométrico es de gran uso en la resolución de problemas básicos de tangencias y posteriormente se usará en relaciones armónicas.
Como la tangente y el radio que pasa por el punto de contacto son ortogonales, podemos usar el arco capaz de 90 grados para determinar la tangente desde un punto a una circunferencia. Simplemente determinaremos un arco capaz (semicircunferencia) entre el punto desde el que queremos trazar la tangente y el centro C de la circunferencia a la que debe ser tangente la recta. El punto T de intersección será el punto de tangencia buscado.




[caption id="attachment_13169" align="aligncenter" width="328" caption="tangente a una circunferencia"]tangente a circunferencia desde un punto[/caption]

Aplicación en demostraciones


Las demostraciones de teoremas en las que aparecen ángulos rectos son en las que el arco capaz de 90 grados tiene aplicación inmediata. Por ejemplo, un teorema clásico es:
El ortocentro de un triángulo es el incentro de su triángulo órtico.

El ortocentro es el punto de intersección de las alturas del triángulo ABC, rectas que pasan por un vértice y por el pie de la perpendicular al lado opuesto (H). Este punto se encuentra por tanto en la intersección de dos arcos capaces.

El triángulo órtico es el que pasa por los pies de las alturas, y su incentro es el punto de intersección de las bisectrices.

A partir de la figura se puede deducir el teorema anterior, simplemente demostrando que los ángulos marcados son iguales al estar en arcos capaces sobre un mismo segmento en las diferentes circunferencias que se muestran.

[caption id="attachment_13168" align="aligncenter" width="277" caption="Demostración de un teorema gráficamente"]Ortocentro_Incentro[/caption]

Ejercicios


1-.Determinar un punto P en el interior del triángulo dado, desde el cual se vean sus tres lados bajo el mismo ángulo.

[caption id="attachment_13171" align="aligncenter" width="285" caption="triangulo"]triangulo[/caption]

2-.Dado un punto P y una recta r, situados a una distancia de 38mm, dibujar un ángulo de 45º con vértice en P que intercepte en r un segmento de 30mm.



3.- Construir un triángulo conocido un lado , su ángulo opuesto y una tercera condición.


Datos (Lado c, a, Ángulo A).


Incógnita (Construir triángulo ABC)




construir_triangulo_1






4.- Construir un triángulo rectángulo conocida la hipotenusa y una segunda condición


Datos (Hipotenusa a, ángulo C).


Incógnita (Construir triángulo rectángulo ABC)

construir_triangulo_2
Geometría métrica

Figura imposible [ Imagen ] [ wallpaper ]

figura imposible
Las denominadas figuras imposibles pueden constituir un ameno pasatiempo en el estudio de la geometría.
Su construcción mediante una herramienta de modelado como Blender, es un interesante ejercicio de aplicación de las nociones que se estudian en las perspectivas.


¿Qué forma debetener y qué punto de vista se ha de utilizar para crear esa apariencia engañosa? Una ilusión óptica capaz de engañar nuestros sentidos.




Ilusión óptica es cualquier ilusión del sentido de la vista, que nos lleva a percibir la realidad erróneamente. Éstas pueden ser de carácter psicológico asociados a los efectos de una estimulación excesiva en los ojos o el cerebro (brillo, color, movimiento, etc como el encandilamiento tras ver una luz potente) o cognitivo en las que interviene nuestro conocimiento del mundo (como el Jarrón Rubin en el que percibimos dos caras o un jarrón indistintamente). Las ilusiones cognitivas se dividen habitualmente en ilusiones de ambigüedad, ilusiones de distorsión, ilusiones paradójicas e ilusiones ficticias (alucinaciones).(W)



Un divertido juego que además es muy formativo.

La imagen se encuentra en formato Wallpaper 1280x1024 para ser usada como fondo de escritorio (pulsar sobre la imagen grande con el ratón)

[caption id="attachment_13186" align="aligncenter" width="602" caption="figura imposible"]figura imposible[/caption]

¿Te animas a intentar construir el modelo propuesto?

lunes, 5 de marzo de 2012

Geometría métrica : Ángulos en la circunferencia : Central e inscrito

angulo inscrito en una circunferenciaEn geometría métrica hay dos conceptos de medida sobre los que se basa su modelo axiomático: medidas lineales y medidas angulares.

La medida lineal se apoya en el teorema de Pitágoras y la relación entre este tipo de medidas en el teorema de Thales.

La medida angular la expresamos a partir de relaciones sobre una circunferencia y junto a las anteriores permiten describir la magnitud de las figuras geométricas.


  • Ángulo Central -. Es aquel que tiene su vértice en el centro en la circunferencia y tiene por medida el arco comprendido.

  • Ángulo inscrito -. es aquel que tiene su vértice en la circunferencia y sus lados son cuerdas.


[caption id="attachment_12405" align="aligncenter" width="340" caption="Ángulos central e inscrito"]angulos central e inscritos a circunferencia[/caption]

Un ángulo inscrito mide la mitad del ángulo central que abarca el mismo arco.



La suma de ángulos internos de un triángulo es igual a dos rectos, por lo que en el triángulo CBP, que es isósceles (dos ángulos iguales) se cumplirá la relación:


Angulos_internos_triangulo


Por lo que tendremos que


Angulo_llano


Y como consecuencia deduciremos que el ángulo central es el doble que el inscrito


Relacion_angulo_central_inscrito


Es fácil generalizar este concepto para posiciones del punto P que no sean tan particulares, ya que podemos descomponer el ángulo en dos y aplicar el mismo razonamiento.




[caption id="attachment_12408" align="aligncenter" width="344" caption="Relacion entre los ángulos central e inscrito"]Relacion angulos central e inscrito[/caption]

Por ejemplo, si desplazamos el punto P a lo largo de la circunferencia, el ángulo central será la suma de los dos ángulos centrales en que se puede descomponer, siendo por tanto indiferente la posición del punto P.




[caption id="attachment_13153" align="aligncenter" width="449" caption="Angulo central e inscrito"]Angulo_central_e_inscrito[/caption]

Ejercicios


[caption id="attachment_13159" align="aligncenter" width="421" caption="Ejemplos angulos inscritos"]Ejemplos_angulos_inscritos[/caption]

Geometría métrica

viernes, 24 de febrero de 2012

Orígen de la geometría proyectiva: Renacimiento [ Alumnos ]

catetosUna de las partes de la geometría que tiene mayor incidencia en la representación es la correspondiente a la geometría descriptiva. Entre los trabajos que han realizado mis alumnos, algunos se han centrado en los orígenes de las diferentes geometrías, como el que hoy os presento en el que se relatan aspectos históricos y personajes que han aportado significativamente a este campo de la ciencia de gran aplicación a las ingeniarías y el Arte.



Por Catetos de la Geometría (publicado originalmente aquí)


[caption id="attachment_13073" align="alignleft" width="230"]perspectiva Perspectiva[/caption]

La geometría proyectiva apareció como solución al problema del artista para pintar el mundo tridimensional en sus lienzos bidimensionales.
La geometría proyectiva tiene sus orígenes en el trabajo de los artistas del Renacimiento(S.XV); aunque algunos de los conceptos aparecen ya en los griegos. Con el fin de pintar cuadros más realistas, los artistas del Renacimiento trataron de descubrir las leyes que rigen la construcción de la proyección del objeto sobre una pantalla. Llegando a desarrollar los elementos de una teoría fundamental de una perspectiva geométrica, en el siglo XV eran los mejores físicos y matemáticos.


Este interés por desarrollar la geometría proyectiva se debe al cambio en la temática de la pintura. En el periodo medieval las pinturas eran de carácter principalmente religioso y los pintores representaban a los personajes y objetos de una forma sumamente estilizada, generalmente sobre fondo dorado, para subrayar que el cuadro no tenía conexión con el mundo real. En el Renacimiento con la llegada del humanismo y el antropocentrismo la pintura se centra en la representación del mundo real.


Filippo Brunelleschi (1377-1446) fue el primer artista en tener una teoría sobre el método a usar. Se dice que su interés en las matemáticas le llevó a estudiar la perspectiva, y que empezó a pintar para aplicar la geometría.


El primer libro fue escrito por Leone Battista Alberti (1404-1472), considerado el genio teórico en la perspectiva matemática, que presentó sus ideas en “Della Pintura” (1435).


Alberti propone unas reglas para pintar lo que ve un ojo (consciente de que en la visión normal ambos ojos ven la misma escena desde posiciones distintas y el cerebro percibe la profundidad superponiendo esas dos imágenes, intenta conseguir esa ilusión de profundidad a base de juegos de luces y sombras y disminución de intensidad). El método se basaba en un instrumento llamado el “Velo de Alberti”. Su principio básico es el siguiente: Considera una pirámide de rayos que parten del ojo del pintor y terminan en cada punto de la escena que desea pintar. Esta pirámide de rayos la llamo proyección. Si entre la escena y el ojo se coloca una pantalla de cristal, cada uno de los rayos determina un punto sobre el cristal formándose así una sección. Y esta sección crea en el ojo la misma imagen que la escena misma. Según la posición de la pantalla, tendremos distintas secciones del mismo objeto.




[caption id="attachment_13074" align="aligncenter" width="320"]alberti Alberti[/caption]

Aunque muchos artistas escribieron sobre perspectiva, destacan:




  • Da Vinci decía que la pintura debía ser una reproducción exacta de la realidad y que la perspectiva matemática lo permitiría. Sus escritos sobre perspectiva se encuentran en su “Tratatto Della pintura” (1651).

  • Piero della Francesca estableció los principios matemáticos de la perspectiva de una forma bastante completa. Su obra “De prospectiva pingendi” aportó algunos avances a las ideas de Alberti. Sus procedimientos son útiles para los artistas, pero carecen del mínimo rigor en unas demostraciones que son simples construcciones.


Geometría Proyectiva

miércoles, 22 de febrero de 2012

Geometría proyectiva: Ternas ordenadas de elementos

Ternas ordenadas de elementos


tresLa geometría métrica se fundamenta en el conocido teorema de pitágoras. Todas los teoremas se deducen a partir del concepto de medida que se deriva de los triángulos rectángulos.


De forma análoga, la geometría proyectiva se basa en otro importante teorema, el teorema de Thales, que en lugar de un concepto métrico establece la noción de relación de medidas, como invariante proyectivo.



Concepto de ternas de elementos


Tres elementos pertenecientes a una forma de primera categoría determinan una terna.


En el caso de usar los elementos puntos, entonces diremos que tres puntos determinan una terna ordenada de puntos.


Los elementos pueden ser tanto puntos como rectas o planos, incluso se podrían generar ternas de hiperelementos en geometrías más complejas.


Para representarlo simbólicamente usamos la siguiente notación:

  • Terna de puntos: (ABC)

  • Terna de rectas: (abc)

  • Terna de planos: (αβγ)


La terna tiene un valor numérico o característica asociado que implica la ordenación de los términos que la forman.

  • (ABC) = AB/AC = λ. [Ec. 1]

  • (abc) = sen(ab)/sen(ac) = λ. [Ec. 2]

  • (αβγ) = sen(αβ)/sen(αγ) = λ. [Ec. 3]


Ternas ordenadas de puntos



Se define el valor de una terna ordenada de tres puntos como el cociente entre dos longitudes, la del segmento formado por el primer y segundo punto de la terna y el segmento formado por el primer y el tercer punto:



[caption id="attachment_11482" align="aligncenter" width="169" caption="Ec. 1"]Ecuacion ternas puntosecuacion ternas puntos[/caption]

Los segmentos pueden tener signo. El sentido del segmento AB es contrario al del BA, o lo que es lo mismo, AB = - BA




Conceptualmente se puede entender una terna como la medida de un segmento tomando como unidad el otro.



Por ejemplo, si B es el punto medio del segmento AC, la terna (ABC) = 1/2. El segmento AC actúa como unidad de medida.



Ternas ordenadas de rectas



Se define el valor de la terna ordenada de tres rectas como el cociente entre dos senos, el del ángulo formado por las dos primeras rectas y el que determina la primera y tercer recta:[Ec. 2]



[caption id="attachment_11483" align="aligncenter" width="190" caption="Ec.-2"]Ternas ordenadas de rectasternas ordenadas rectas[/caption]

Tres rectas de un haz de vértice V, y los tres puntos de una serie sección del haz por una recta se pueden relacionar mediante los valores de sus ternas.
Este valor o característica de la terna es un elemento fundamental para clasificar las proyecciones, de forma que aquellas en que es invariante gozan de propiedades comunes e independientes del tipo de proyección.




[caption id="attachment_11277" align="aligncenter" width="319" caption="Figura 2.- Relacion entre ternas de puntos y rectas"]Relacion_ternas_puntos_rectas[/caption]

Al proyectar ortogonalmente los puntos B y C de la rerie rectilínea sobre la recta a de la Fig.1, se obtienen los puntos B’ y C’. Los triángulos ABB’ y ACC’ son semejantes por lo que, aplicando las relaciones según el teorema de Thales:


(abc) = sen(ab)/sen(ac) = λ [Ec. 2]


El valor del seno del ángulo que forman las rectas a y b así como el formado por las rectas a y c será:

[caption id="attachment_13051" align="aligncenter" width="414" caption="Ecuaciones de ángulos entre rectas"]Ecuaciones de ángulos entre rectas[/caption]

Si se sustituyen estos últimos valores en la [Ec. 2] tendremos:

[caption id="attachment_13052" align="aligncenter" width="394" caption="ecuación 6. Relación entre ternas de puntos y rectas"]ecuación 6. Relación entre ternas de puntos y rectas[/caption]

Por tanto, en general, (ABC) ≠ (abc), el valor de una terna de rectas es diferente del de una terna de puntos que la secciona.

Si seccionamos un haz de rectas por dos rectas no paralelas, las series determinadas son perspectivas entre sí, aunque las ternas de puntos no tienen la misma característica.



Un ejemplo es la proyección cónica desde un punto V.

[caption id="attachment_11276" align="aligncenter" width="360" caption="Fig.-3 Perspectividad entre series"]perspectividad_series[/caption]

Para que sean iguales las dos ternas es necesario que el cociente VC/VB sea igual a la unidad. Esto se consigue cuando el vèrtice es un punto impropio, o cuando las rectas que seccionan son paralelas.
Esto permite obtener interesantes propiedades en las proyecciones de naturaleza cilíndrica (vértice impropio) y en las proyecciones y, o, secciones por rectas o planos.




Conservación de la razón simple



Cuando el vértice V del haz de rectas se encuentra en el infinito, el término VC/VB de la [Ec. 6] tiende a la unidad, por lo que la terna de puntos tiene igual valor que la terna de rectas.











[caption id="attachment_13054" align="alignleft" width="121" caption="Fig.-4 Conservación de la razón simple en secciones por rectas paralelas"]Fig.-4-conservacion_razon_simple_secciones_rectas_paralelas[/caption]

Al seccionar tres rectas de un haz de vértice impropio (rectas paralelas a, b y c en la figura ), las diferentes ternas de puntos resultados de la sección tienen por tanto un mismo valor o característica.


Este caso se corresponde con las proyecciones conocidas como proyecciones cilíndricas, en las que se proyecta según una dirección ortogonal u oblícua respecto del plano de proyección, o plano del dibujo.











[caption id="attachment_13055" align="alignleft" width="205" caption="Fig.- 5 Conservación razón simple en secciones por rectas paralelas"]Fig.-  5 Conservación razón simple en secciones por rectas paralelas[/caption]

Al seccionar tres rectas de un haz de vértice propio (rectas paralelas a, b y c en la figura ), las diferentes ternas de puntos resultados de la sección tienen por tanto un mismo valor. Este caso se corresponde con las proyecciones cónicas sobre planos o rectas que sean paralelos y en las homotecias.



Conservación de la razón simple en Proyecciones cilíndricas:


El modelo proyectivo puede ser de gran utilidad en el estudio de los sistemas de representación. Para obtener las diferentes representaciones se proyectan los elementos sobre un plano de proyección.


Este proceso implica el uso de las dos operaciones proyectivas:




  • Proyectamos un punto

  • Seccionamos el rayo resultante por el plano de proyección.


Podemos utilizar los términos proyectivos por ejemplo para definir el concepto de proyección de un elemento.




  • Proyectar un punto desde otro es definir la recta que pertenece a ambos elementos (Serie rectilínea)

  • Proyectar una recta desde un punto es definir el plano que pertenece a ambos elementos (Haz de rectas)

  • Proyectar un plano desde un punto es definir el conjunto de rectas/planos que pertenece al punto y a los puntos/rectas del plano (Radiación de rectas/planos)


Al proyectar los elementos, el centro de proyección puede ser:

  • Propio

  • Impropio



En el caso de una proyección con centro impropio (o también denominada proyección cilíndrica), se conserva la razón simple en las ternas de rayos proyectantes.


(AMB) = (A’M’B’)




[caption id="attachment_13056" align="alignleft" width="171" caption="Fig.- 7 Proyección del punto medio de un segmento en proyección cilíndrica."]Fig.-  7 Proyección del punto medio de un segmento en proyección cilíndrica.[/caption]

La proyección del punto medio, por tanto, se corresponde con el punto medio de la proyección.


Este resultado es de gran utilidad en numerosos problemas en que la relación entre sus partes, su geometría, es conocida.


Por ejemplo la obtención de la proyección del baricentro de un triángulo se puede limitar de nuevo a localizar el baricentro del triángulo proyectado.


 
[caption id="attachment_13573" align="aligncenter" width="400" caption="Sistemas_de_representacion"]Sistemas_de_representacion[/caption]

Geometría Proyectiva