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Inversión: una transformación anticonforme


Inversión en una circunferencia es una transformación que preserva la magnitud de los ángulos pero cada ángulo se transforma en un ángulo de signo opuesto. El sentido o dirección de cada ángulo se invierte. La inversión en una circunferencia es una transformación anti-conforme (como la reflexión en una recta).

En particular, la inversión es una transformación que preserva el ángulo de intersección de dos circunferencias. Circunferencias ortogonales (o rectas perpendiculares) se transforman en circunferencias ortogonales (o rectas). Una circunferencia ortogonal a la circunferencia de inversión se transforma en ella misma (no punto a punto).

Inversión transforma cada circunferencia ortogonal a la circunferencia de inversión en ella misma | matematicasvisuales

Todas las rectas que pasan por un punto y todas las circunferencias concéntricas que tienen ese punto por su centro común pueden ser vistos como dos casos particulares de haces coaxiales de circunferencias. Estos dos haces coaxiales son ortogonales. Las rectas forman un haz coaxial secante y las circunferencias concentricas forman un haz coaxial no secante. Estos haces coaxiales ortogonales se transforman en dos haces coaxiales ortogonales:

Inversión de dos haces coaxiales ortogonales | matematicasvisuales

Cada rectángulo "pequeño" se transforma en un rectángulo "pequeño":

Cada rectángulo pequeño se transforma en un rectángulo pequeño | matematicasvisuales

En esta figura podemos ver cómo el orden de colores se invierte (si los miramos en sentido horario pasan a antihorario) y este hecho es consecuencia de la inversión del sentido de los ángulos:

El orden de los colores muestra cómo el sentido de los ángulos se invierte | matematicasvisuales

REFERENCIAS

Hilber and Cohn-Vossen - Geometry and the Imagination (pag. 253) - Chelsea Publishing Company
Coxeter - Introduction to Geometry - Wiley and Sons.
Pedoe - Circles, a Mathematical View - Dover
Tristan Needham - Visual Complex Analysis. (pag. 124) - Oxford University Press
Rademacher and Toeplitz - The Enjoyment of Mathematics (Números y Figuras - Alianza Editorial)
Ogilvy - Excursions in Geometry (pag. 24)- Oxford University Press

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