Soluciones

Un cuadro de clasificación de los 17 grupos atendiendo a sus simetrías, según el orden de rotación y número de espejos, puede verse aquí. Esta clasificación también sirve como sistema de reconocimiento del grupo.

1. El azulejo tiene simetría de rotación de orden 4.

2. El azulejo se ha dividido en cuatro partes por las dos medianas (rectas que unen puntos medios de lados opuestos paralelos) del cuadrado.

3. Al activar la casilla "Aplicar simetrías" el motivo decorativo (cisne) rota 90º sucesivas veces en cada uno de los azulejos alrededor de su centro, es decir, es sometido a una rotación de orden 4 con centro de rotación en el centro del azulejo. Esto se debe a que esa misma acción es la que permite repetir la celda primitiva hasta cubrir el azulejo entero.

4. Los vectores indican las direcciones y sentidos de traslación. Su longitud indica el paso mínimo. Cada vector es paralelo y de longitud igual al lado del azulejo. Hay más direcciones (infinitas) en las que se pueda aplicar una traslación, basta realizar cualquier composición usando las dos traslaciones básicas (esto equivale a cualquier combinación lineal de los vectores base de traslación).

5. Al activar la casilla "Centros de rotación" aparecen todos los centros de rotación del mosaico. Aparecen todos los centros de los azulejos, pues son centros de rotación del motivo decorativo. Pero también aparecen dos conjuntos de centros más debido a la repetición (por traslación) del azulejo en el mosaico.

6. Al activar la casilla "Ejes de reflexión" no sucede nada porque el motivo decorativo no ha sido reflejado.

7. Para que vuelva a coincidir con el original, la copia debe desplazarse como mínimo un azulejo. La isometría que corresponde a esta simetría por desplazamiento se llama traslación.

8. Al rotarla 90º la copia coincide con el original porque el motivo decorativo fue rotado de igual forma para construir el azulejo. El único punto de la copia que coincide en todo el proceso de rotación con el original es el extremo de la chincheta.

9. La copia rotada 90º coincidirá con el original siempre que el extremo de la chincheta se encuentre en uno de los centros de rotación rojos, pues la simetría de rotación del azulejo se transfiere a todo el mosaico. El orden de cada rotación con centro en los puntos rojos es siempre 4. Cuando el ángulo es de 180º o 270º la copia vuelve a coincidir con el original.

10. La copia rotada 180º coincidirá con el original siempre que el extremo de la chincheta se encuentre en uno de los centros de rotación verde, pues son centros de orden 2. Cuando el ángulo es de 90º o 270º la copia no coincidirá con el original.

11. Se puede comprobar la independencia de los tres centros destacados.

12. Esta es una de las maravillas de los grupos de isometrías. En el azulejo solo hay una isometría, la rotación de orden 4. Pero al formar el mosaico añadimos un conjunto de traslaciones. Al componer estar traslaciones con la rotación no solo se traslada el centro de rotación del azulejo sino que además aparecen nuevos centros de rotación gracias a la simetría del azulejo. Por ejemplo, colocar un azulejo junto al original (traslación) equivale a rotar el primero 180º alrededor del punto medio del lado compartido debido a que el azulejo original ya poseía esa simetría.

13. El segmento violeta representa el eje de simetría de la reflexión horizontal. La copia no coincide con el original porque el mosaico no tiene simetría por reflexión.

14. Si efectuamos dos rotaciones de 90º seguidas de la copia obtenemos el original girado 180º, realizar 3 rotaciones equivale a realizar una de 270º, 20 rotaciones a no realizar ninguna, lo mismo que 100. La composición de 1001 rotaciones de 90º equivale a una rotación de 90º.

15. Al componer, en cualquier orden, una traslación con una rotación de orden 4 obtenemos una rotación de orden 4.

16. El grupo 442 tiene como isometrías las traslaciones determinadas por los lados del azulejo y las rotaciones de orden 2 sobre cuatro colecciones independientes de centros de rotación.

17. Los mejores diseños libres suelen ser los que sacan partido de las simetrías, acentuando el movimiento de traslación y los efectos de centros de rotación y espejos cuando los haya.