Controles do padrão
Ajuste os ladrilhos e veja o plano ser atualizado instantaneamente.
Crie ladrilhamentos repetitivos regulares, semirregulares e personalizados com análise de simetria em tempo real.
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▼ Veja explicações e dicas abaixo ▼
Uma tesselação é um padrão de formas que cobre um plano sem lacunas ou sobreposições. Ladrilhos de piso, malhas hexagonais semelhantes a favos, disposições de tijolos, blocos de colcha e muitos padrões decorativos de parede são exemplos do cotidiano. Na geometria, a questão principal não é apenas saber se o padrão é atraente, mas se as formas se encaixam exatamente e podem continuar indefinidamente.
Uma tesselação geralmente começa com um ladrilho ou uma pequena unidade de repetição. Essa unidade é copiada pelo plano por meio de transformações geométricas, como translação, rotação, reflexão ou reflexão deslizante. Quando as cópias se alinham corretamente, o padrão pode ser estendido para além do desenho visível.
A ideia importante é que uma tesselação não é apenas uma imagem. É uma regra para repetir formas. O padrão visível pode ser finito em uma tela ou página, mas a ideia geométrica descreve como ele poderia continuar por todo o plano.
As tesselações conectam a geometria pura ao design, à arte, à arquitetura, ao ensino e à resolução visual de problemas. Elas ajudam os estudantes a perceber como ângulos, polígonos, simetria e transformações funcionam em conjunto.
Elas também são úteis porque tornam visível uma estrutura que antes estava oculta. Uma grade quadrada mostra simetrias de translação e reflexão. Um padrão de colmeia mostra como hexágonos regulares podem se encontrar perfeitamente em torno de cada vértice. Padrões semirregulares mostram como diferentes polígonos podem se combinar, desde que seus ângulos ainda fechem o espaço em torno de cada ponto de encontro.
Para artistas e designers, as tesselações são uma forma de construir sistemas visuais repetitivos. Para quem aprende geometria, são uma maneira prática de testar se fatos sobre ângulos e ideias de simetria realmente se encaixam.
4.8.8 significa que um quadrado e dois octógonos se encontram nesse ponto.
O teste mais simples de uma tesselação é o teste dos ângulos. Em torno de um ponto de um plano, uma volta completa é \(360^\circ\). Para que os ladrilhos se encontrem corretamente em um vértice, seus ângulos internos nesse ponto devem somar \(360^\circ\).
Para um polígono regular com \(n\) lados, cada ângulo interno é:
Onde:
Em um vértice da tesselação, a condição dos ângulos é:
Onde \(\alpha_1, \alpha_2, \ldots, \alpha_k\) são os ângulos dos ladrilhos que se encontram no vértice.
Essa regra explica por que triângulos regulares, quadrados e hexágonos formam tesselações sozinhos:
Isso também explica por que um pentágono regular não forma sozinho uma tesselação do plano. Cada pentágono regular tem um ângulo interno de \(108^\circ\), e nenhum número inteiro de \(108^\circ\) ângulos soma exatamente \(360^\circ\).
A simetria acrescenta outra camada. Duas tesselações podem preencher o plano, mas podem ter tipos diferentes de simetria. Um padrão pode ter linhas de espelho, centros de rotação, reflexões deslizantes ou apenas translações. A notação de grupos de papel de parede resume essas características de simetria repetitiva.
Para uma repetição de losangos, a área pode ser entendida pela fórmula do paralelogramo. Um losango com comprimento do lado \(s\) e ângulo incluso \(\theta\) tem altura \(s\sin(\theta)\), portanto sua área é:
Nesta calculadora, a área da repetição de losangos é mostrada em pixels quadrados, pois o tamanho do ladrilho é uma escala no espaço da tela, e não um comprimento do mundo real.
Um quadrado tem quatro lados, portanto \(n = 4\).
Quatro quadrados se encontram em cada vértice:
É por isso que a tesselação de quadrados tem a configuração de vértices 4.4.4.4.
4.8.8
A notação 4.8.8 significa que um quadrado e dois octógonos regulares se encontram em torno de um vértice.
Um quadrado contribui com \(90^\circ\). Um octógono regular tem:
Os ângulos se fecham exatamente:
É por isso que a disposição de quadrados e octógonos pode formar uma tesselação semirregular correta.
Suponha que o tamanho do ladrilho seja \(60\text{ px}\) e o ângulo do losango seja \(70^\circ\). A área da repetição é calculada a partir dos vetores da rede do losango:
Se o ângulo se aproximar de \(0^\circ\) ou \(180^\circ\), o losango ficará muito fino e a área diminuirá. A calculadora evita exatamente \(0^\circ\) e \(180^\circ\) porque esses valores fariam o losango colapsar em uma linha, em vez de formar um ladrilho utilizável.
Os resultados descrevem tanto o desenho visível quanto a geometria por trás do padrão selecionado.
| Resultado | O que significa | Como interpretar |
|---|---|---|
| Grupo de papel de parede base | A classificação de simetria da construção geométrica integrada antes de aplicar cores opcionais e sobreposições | p4m, p6m, cmm e pg são rótulos de grupos de papel de parede, não medidas |
| Ladrilhos visíveis | O número de ladrilhos que intersectam a tela com área positiva | Um tamanho de ladrilho maior geralmente reduz essa contagem; um tamanho menor geralmente a aumenta |
| Padrão de vértices | A sequência de tipos de polígonos que se encontram em um vértice típico | 4.8.8 significa que um quadrado e dois octógonos se encontram nesse ponto |
| Ângulos locais | As informações angulares do padrão escolhido | Para um losango, mostra o ângulo selecionado e seu suplemento, como \(70^\circ / 110^\circ\) |
| Área da célula de translação | A área exata da célula de translação do padrão exibido | É medida em px², não em centímetros quadrados, polegadas quadradas ou outra unidade física |
Uma contagem alta de ladrilhos visíveis não significa que a tesselação matemática tenha mais ladrilhos no total. Uma tesselação verdadeira do plano é ilimitada. A contagem visível é apenas o número de formas repetidas mostradas dentro da área finita do desenho.
Uma área de repetição maior significa que a unidade de repetição ocupa mais espaço na tela. Isso não significa que o padrão seja mais simétrico, mais preciso ou matematicamente mais complexo.
A cor não altera a geometria do ladrilho, mas pode alterar a simetria do padrão visual concluído. A coloração uniforme preserva o grupo base indicado; a coloração radial é não periódica, e outras decorações podem reduzir a simetria.
Erro 1: Tratar a contagem de ladrilhos visíveis como o número total de ladrilhos.
O padrão exibido é apenas uma janela finita para um desenho repetitivo. A contagem visível depende do tamanho da tela, do tamanho dos ladrilhos e dos limites do desenho.
Erro 2: Confundir pixels com unidades do mundo real.
O tamanho do ladrilho é medido em pixels, e a área de repetição, em pixels quadrados. Essas são unidades da tela, não dimensões físicas de impressão.
Erro 3: Presumir que a cor altera a geometria.
O modo de cores pode facilitar a visualização da simetria, mas não altera a forma do ladrilho nem a regra da soma dos ângulos.
Erro 4: Esperar que o controle deslizante de ângulo afete todos os padrões da mesma maneira.
O valor do ângulo é especialmente importante para o losango personalizado. Os padrões regulares de quadrado, triângulo e hexágono, assim como os semirregulares, usam relações angulares fixas.
Erro 5: Esquecer a condição de vértice \(360^\circ\).
Um padrão pode parecer repetitivo, mas ainda assim não formar uma tesselação correta se os ângulos em torno de um ponto de encontro deixarem uma lacuna ou sobreposição.
Erro 6: Presumir que qualquer motivo artístico será ladrilhado.
O motivo integrado é emparelhado por uma reflexão deslizante explícita. Isso verifica essa construção, mas não prova que todo motivo desenhado ou deformado livremente forme uma tesselação.
Use conceitos de tesselação quando quiser:
4.4.4.4, 6.6.6, 4.8.8 ou 3.6.3.6.
Uma calculadora de tesselações é uma ferramenta visual e educacional. Ela ajuda a explorar padrões, mas não substitui uma demonstração formal para problemas arbitrários de ladrilhamento.
Os padrões compatíveis são predefinidos. A calculadora pode mostrar quadrados regulares, triângulos regulares, hexágonos regulares, padrões semirregulares selecionados, um losango personalizado e um motivo verificado de reflexão deslizante. Ela não aceita polígonos desenhados livremente pelo usuário nem classifica todos os grupos de papel de parede possíveis.
O desenho é finito, embora a ideia matemática seja infinita. A tela mostra uma amostra limitada de um padrão que poderia continuar além da tela.
A área da célula de translação é calculada a partir do determinante dos dois vetores de translação e verificada comparando-a com as áreas dos polígonos em uma célula. Ela é exata até o arredondamento de ponto flutuante, mas continua sendo uma medida no espaço da tela, e não uma área física.
O arredondamento também importa. A contagem visível de ladrilhos é exibida como um número inteiro, enquanto a área de repetição é exibida com até duas casas decimais. O tamanho do ladrilho, o ângulo e o deslocamento podem ser exibidos com até uma casa decimal. Portanto, pequenas diferenças visuais podem ser eliminadas pelo arredondamento no texto exibido.
4.8.8, 3.6.3.6, um losango ou o motivo de reflexão deslizante.
Um padrão é uma tesselação quando suas formas cobrem o plano sem lacunas ou sobreposições. Em tesselações de polígonos regulares, os ângulos internos que se encontram em cada vértice devem somar \(360^\circ\).
Seus ângulos internos dividem \(360^\circ\) igualmente: seis triângulos equiláteros, quatro quadrados ou três hexágonos regulares podem se encontrar em torno de um ponto. Pentágonos regulares, heptágonos, octógonos e a maioria dos outros polígonos regulares não funcionam sozinhos porque seus ângulos não fecham o vértice exatamente.
4.8.8?
Isso significa que um quadrado e dois octógonos regulares se encontram em um vértice típico. Os números identificam os polígonos pelo número de lados, lidos na ordem ao redor do vértice.
Um grupo de papel de parede é uma classificação de um padrão repetitivo no plano por sua simetria. Ele descreve se o padrão tem recursos como translações, rotações, reflexões e reflexões deslizantes.
Ele não altera a geometria dos polígonos, mas pode reduzir a simetria do padrão colorido. Use uma coloração uniforme quando quiser que a decoração exibida preserve o grupo base de papel de parede.
px²?
A calculadora desenha padrões em uma tela, portanto seus valores de tamanho são baseados em pixels. A área de repetição, portanto, descreve a área no espaço da tela, não uma área do mundo real, como centímetros quadrados ou polegadas quadradas.
A tela tem uma região visível fixa. Ladrilhos menores permitem que mais formas repetidas caibam nessa região, enquanto ladrilhos maiores permitem que caibam menos formas.
Livros
Fontes online e oficiais