Hans Walser, [20201223]

Stereografische Projektion

1   Worum geht es?

Wir projizieren die platonischen Kšrper vom Mittelpunkt aus auf ihre Umkugel (sphŠrische platonische Kšrper).

Wir wŠhlen nun den Mittelpunkt eines sphŠrischen Seitenvielecks als Projektionszentrum fźr eine stereografische Projektion. Die Bilder der Kantenbšgen sind Kreisbšgen (Kreisinvarianz der stereografischen Projektion). Sie bilden insgesamt ein Schlegel-Diagramm mit Kreisbšgen.

2   Technisches Vorgehen

Wir hŠngen an an die gradlinigen Schlegel-Diagramme, die sich aus der stereografischen Projektion ergeben. Die Ecken (Knoten) sind dieselben wie bei unseren gesuchten Schlegel-Diagrammen mit Kreisbšgen. Aus der Winkelinvarianz der stereografischen Projektion lassen sich die Kreisbšgen mit elementarer Geometrie in der Ebene konstruieren. Bei jeder Ecke (jedem Knoten) haben wir eine Gleichverteilung der Winkel.

Die radialen Strecken bleiben Strecken (Bilder von Gro§kreisen durch das Projektionszentrum).

Bšgen und Strecken liegen auf durchgehenden Kreisen und Geraden (Mšbiuskreise).

3   Die platonischen Kšrper

3.1  Tetraeder

Abb. 1: Schlegel-Diagramm

Abb. 2: Bogendiagramm

3.2  Hexaeder (Wźrfel)

Abb. 3: Schlegel-Diagramm

Abb. 4: Bogendiagramm

Die Bšgen liegen auf durchgehenden Kreisen und Geraden (Abb. 5). Dies liegt daran, dass im sphŠrischen Hexaeder gegenźberliegende Kanten auf demselben Gro§kreis liegen.

Abb. 5: Durchgehende Kreise

Bemerkung: In unserem Kontext der stereografischen Projektion werden Kreise und Geraden oft unter dem Oberbegriff Mšbiuskreise zusammengefasst (August Ferdinand Mšbius, 1790-1868).

3.3  Oktaeder

Abb. 6: Schlegel-Diagramm

Abb. 7: Bogendiagramm

Das sphŠrische Oktaeder besteht aus drei paarweise orthogonalen Gro§kreisen. Das Bogendiagramm daher aus drei paarweise orthogonalen Kreisen.

3.4  Dodekaeder

Abb.8: Schlegel-Diagramm

Abb. 9: Implementierte Bšgen

Abb. 10: Bogendiagramm

Abb. 11: Mšbiuskreise

3.5  Ikosaeder

Abb. 12: Schlegel-Diagramm

Abb. 13: Implementierte Bšgen

Abb. 14: Bogendiagramm

Abb. 15: Mšbiuskreise

 


 

Websites

Hans Walser: Kuboktaeder
http://www.walser-h-m.ch/hans/Miniaturen/K/Kuboktaeder/Kuboktaeder.htm

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