Кіріспе
Бөлшек айналудан кейін өзгермейтін нысандардың қасиеті. Геометрияда радиалдық симметрия деп те аталатын айналу симметриясы – нысанның белгілі бір бұрышқа айналғаннан кейін өзіне ұқсас болып көріну қасиеті. Нысанның айналу симметриясының дәрежесі – әрбір айналымда нақты сол түрінде көрінетін ерекше бағыттардың саны. Кейбір геометриялық нысандар, мысалы 90° бұрылған квадраттар, белгілі бір бұрыштарда айналғанда ішінара симметриялық болады. Дегенмен, кез келген бұрышта толық айналу симметриялық болатын геометриялық нысандар – шарлар, шеңберлер және басқа да сфералар ғана.
Rotational symmetry, also known as radial symmetry in geometry, is the property a shape has when it looks the same after some rotation by a partial turn. An object's degree of rotational symmetry is the number of distinct orientations in which it looks exactly the same for each rotation. Certain geometric objects are partially symmetrical when rotated at certain angles such as squares rotated 90°, however the only geometric objects that are fully rotationally symmetric at any angle are spheres, circles and other spheroids.
Ресми қарау
Формальды түрде айналу симметриясы – m өлшемді Евклид кеңістігіндегі кейбір немесе барлық айналымдарға қатысты симметрия. Айналымдар – тікелей изометриялар, яғни бағытты сақтайтын изометриялар. Сондықтан, айналу симметриясының симметрия тобы E^(+)(m) (Евклидтік топты қараңыз) субтобы болып табылады. Барлық нүктелер бойынша барлық айналымдарға қатысты симметрия барлық аудармаларға қатысты трансляциялық симметрияны білдіреді, сондықтан кеңістік біртекті, ал симметрия тобы – бүкіл E(m). Векторлық өрістер үшін симметрияның өзгертілген түсінігі бойынша симметрия тобы да E^(+)(m) болуы мүмкін. Бір нүктеге қатысты айналу симметриясын қарастырғанда, сол нүктені координата басы ретінде қабылдауға болады. Бұл айналымдар арнайы ортогональды топ SO(m) құрайды, ол 1-ге тең детерминанты бар m × m ортогональды матрицалар тобы. Егер m = 3 болса, онда бұл SO(3) айналу тобы болады. Сөздің тағы бір анықтамасы бойынша, объектінің айналу тобы – E^(+)(n) ішіндегі симметрия тобы, яғни тікелей изометриялар тобы; басқаша айтқанда, толық симметрия тобы мен тікелей изометриялар тобының қиылысы. Хиральды объектілер үшін бұл толық симметрия тобымен бірдей. Физика заңдары SO(3) инвариантты болады, егер олар кеңістіктегі әртүрлі бағыттарды ажыратпаса. Нотер теоремасы бойынша, физикалық жүйенің айналу симметриясы бұрыштық импульстің сақталу заңымен эквивалентті.
Кез келген бұрышқа қатысты айналу симметриясы
Кез келген бұрышқа қатысты айналу симметриясы екі өлшемде дөңгелек симметрия болып табылады. Басты домен – жарты сызық. Үш өлшемде цилиндрлік симметрия және сфералық симметрияны ажырата аламыз (бір осьтің айналысында немесе кез келген айналымда өзгеріс болмайды). Яғни, цилиндрлік координаттарды қолдану арқылы бұрышқа тәуелділік жоқ, ал сфералық координаттарды қолдану арқылы екі бұрышқа да тәуелділік жоқ. Негізгі домен – ось арқылы өтетін жарты жазықтық және радиалды жарты сызық. Аксисимметриялық және осьсимметриялық – цилиндрлік симметриясы немесе осьсимметриясы (яғни орталық осьтің айналысында айналу симметриясы) бар, мысалы, донат (тор) сияқты нысандарды сипаттау үшін қолданылатын сөздер. Шамамен шарлық симметрияға Жердің (тығыздығы және басқа физикалық және химиялық қасиеттеріне қатысты) мысалы келтіріледі. 4D кеңістікте жазықтыққа қатысты үздіксіз немесе дискретті айналу симметриясы, қиылысу нүктесіндегі әрбір перпендикуляр жазықтықтағы сәйкес 2D айналу симметриясына сәйкес келеді. Нысан екі перпендикуляр жазықтықта айналу симметриясына ие болуы мүмкін, мысалы, егер ол екі айналу симметриясы бар 2D фигуралардың декарт көбейтіндісі болса, мысалы, дуоцилиндр және әртүрлі тұрақты дуопризмалар сияқты.