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3) mosaici

Mosaici

La parola “mosaico” in matematica indica una figura piana il cui gruppo di simmetria (cioè l'insieme di quelle trasformazioni del piano che lasciano invariate le distanze e mutano la figura in se stessa) è discreto e contiene delle traslazioni, ma non più soltanto, come per i fregi, traslazioni in un’unica direzione, bensì almeno due in direzioni diverse.

Si può dimostrare che i possibili gruppi di simmetria per un mosaico sono 17 (e solo 17).

Di questi:

  • Due contengono rotazioni, ma solo rotazioni di 60° e multipli (60°, 120°, 180°, 240°, e 300°, oltre all’identità):

    632 (p6)
    contiene solo traslazioni e rotazioni (di 60° e multipli)
    *632 (p6m)
    contiene anche riflessioni.


  • Tre contengono rotazioni, ma solo rotazioni di 90° e multipli (90°, 180° e 270°, oltre all’identità):

    442 (p4)
    contiene solo traslazioni e rotazioni (di 90° e multipli).
    *442 (p4m)
    contiene anche riflessioni, rispetto a rette in quattro direzioni diverse.
    4*2 (p4g)
    contiene anche riflessioni, rispetto a rette in due direzioni diverse.


  • Tre contengono rotazioni, ma solo rotazioni di 120° e multipli (120° e 240°, oltre all’identità):

    333 (p3)
    contiene solo traslazioni e rotazioni (di 120° e multipli).
    *333 (p3m1)
    contiene anche riflessioni; tutti i centri di rotazione appartengono a un asse di simmetria della figura.
    3*3 (p31m)
    contiene anche riflessioni; esistono centri di rotazione che non appartengono a un asse di simmetria della figura.
  • Cinque contengono rotazioni, ma solo rotazioni di 180° (oltre all’identità):

    2222 (p2)
    contiene solo traslazioni e rotazioni (di 180° e multipli)
    *2222 (pmm)
    contiene anche riflessioni, rispetto a rette in due direzioni diverse; tutti i centri di rotazione appartengono a un asse di simmetria della figura.
    2*22 (cmm)
    contiene anche riflessioni, rispetto a rette in due direzioni diverse; esistono centri di rotazione che non appartengono a un asse di simmetria della figura.
    22* (pmg)
    contiene anche riflessioni, tutte rispetto a rette in un’unica direzione.
    22+ (pgg)
    non contiene riflessioni; contiene delle glissoriflessioni (una glissoriflessione è la composizione di una riflessione rispetto a una retta con una traslazione di un vettore parallelo a questa retta).


  • Quattro non contengono rotazioni (diverse dalla rotazione di 360°, cioè l’identità, che appartiene al gruppo di simmetria di una qualsiasi figura):

    o (p1)
    contiene solo traslazioni
    ** (pm)
    contiene anche riflessioni; non contiene glissoriflessioni, salvo quelle “obbligatorie” che si ottengono per composizione della riflessione in un asse di simmetria della figura con una traslazione parallela.
    *+ (cm)
    contiene anche riflessioni; contiene anche delle glissoriflessioni, rispetto a rette parallele agli assi di simmetria, ma che NON sono a loro volta assi di simmetria della figura
    ++ (pg)
    non contiene riflessioni; contiene delle glissoriflessioni.

In questa descrizione non abbiamo elencato tutte le trasformazioni presenti in ciascun gruppo, né tutte le caratteristiche e proprietà di ognuno, ma solo alcune, che sono peraltro sufficienti a distinguere i 17 gruppi l’uno dall’altro.

Sono disponibili alcune animazioni interattive sui mosaici: Costruisci il tuo mosaico e Riconosci un mosaico.

  06/01/2006 , 16:47:00 ,   , 3) mosaici