回転対称

図形を回転させる前と,回転させた後とで区別がつかないというのが「回転対称」です. 最初に分かりやすい4回回転対称から,そのあとですべての回転対称をみて行きます.

4回回転対称

下のような正方形があったとします.

rotationSymmetry-4-1.png

これを正方向に30度ほど回転させてみます. 最初と比べると傾いているので,回転させた後と前とで区別することができます.

rotationSymmetry-4-2.png

では90度回転させるとどうでしょうか.

rotationSymmetry-4-3.png

まったく回転させていない場合と比べて区別できますか? できませんね. 正方形を90度回しても,回さなくても同じなのです.これが回転対称性です.

0度から360度まの範囲で考えると正方形は90度,180度,270度,360度で回転対称をもつことになります. 360度回すと元に戻るのは当然なので,それ以上の回転は考えません. つまり正方形の場合,360度までで4回ほど対称な回転位置があります. これを4回回転対称と呼びます.また,回転は正方形の中心を軸にして行いました. この軸は4回回転軸と呼ばれます.

1回回転対称

1回回転対称は簡単です.4回回転対称が360度の間に4回の回転対称位置があるのに対し, 1回回転対称は1回しかありません.つまり360度回したときです. 360度回すとどんな形の図形でも元に戻るのは当り前です. これを1回回転対称と呼びます. 最も低い回転対称なんていい方をされることもあります.

2回回転対称

つぎのような図形を考えます.

rotationSymmetry-2-1.png

これを正方向に90度回転させてみます.

rotationSymmetry-2-2.png

元の図形と区別できますね.さらに90度回転させて,最初の状態から180度回転した状態にします.

rotationSymmetry-2-3.png

もとの図形と区別できません.180度の回転によって区別できない状態になりました. したがって,回転対称な位置は180度,360度の2点あることになります. これが2回回転対称で,回転の軸は2回回転軸です.

3回回転対称

つぎの図形を考えます.正3角形です.

rotationSymmetry-3-1.png

これを正方向に90度回転させてみます.

rotationSymmetry-3-2.png

元の図形と区別できます.さらに30度回転させて, 最初の状態から120度回転した状態にします.

rotationSymmetry-3-3.png

最初と区別できない状態になりました.120度の回転です. しがって360度のうち回転対称は120度,240度,360度の3回あります. このような回転対称を3回回転対称といい,回転軸は3回回転軸です.

6回回転対称

もうだいたい分かってきたと思います.つぎの正6角形を考えます.

rotationSymmetry-6-1.png

30度回転.

rotationSymmetry-6-2.png

元の図形と区別できます.さらに30度回転させて,最初の状態から60度回転した状態にします.

rotationSymmetry-6-3.png

これは区別できない状態,回転対称な位置です. 60度,120度,180度,240度,300度,360度の6回あります. 名前は6回回転対称で,回転軸は6回回転軸です.