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敷き詰めの数学的解説


3 直線の配置での分類
敷き詰めと合同変換

 合同変換とは距離を保つ変換であり、恒等変換のほかに
以下のものが挙げられる。
   (
@)並進
   (
A)回転
   (
B)鏡映
また、(@)(B)を合成した変換として、
   (
C)すべり鏡映
が挙げられる。これら4つの変換は、直線の配置の関係で
分類することができる。

 正方形は平面を敷き詰めることができる図形であると解説1で述べた。その敷き詰める方法は平行移動や回転移動、鏡映といった、上で述べた合同変換によってであると考えることができる。合同変換とは、距離を保つ変換であったから、同様に面積も保つ。よって、今ある合同変換によって敷き詰めることができた正方形1枚1枚に対して、同じ図形を切り取り、正方形を敷き詰めた際と同様の合同変換を用いることで、複雑な敷き詰め図形を作ることができる。
  例えば、正方形が平行移動によって平面を敷き詰めていると考える。そのすべての正方形に対して、ある辺から適当な図形を切り取りそれを対辺に平行移動する。この時、できた図形1つ1つは同じ大きさ・形であり平面を敷き詰める。
For Allプロジェクト/数学史の授業例:科学系博物館における「変換」概念の学習可能性に関する研究

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