Hans Walser, [20180605]

Zwšlfknotenschnur

1     Die Unwahrheit

Eine der harmloseren Unwahrheiten im Mathematikunterricht ist die Behauptung, die alten €gypter hŠtten den rechten Winkel mit der Zwšlfknotenschnur modelliert (Abb. 1a). Diese Behauptung lŠsst sich nicht belegen. Sie widerspricht auch handwerklichen Grundprinzipien (PrŠzision und Sicherheit, einfache und schnelle Handhabung) der Vermessungstechnik.

Abb. 1: KnotenschnŸre

TatsŠchlich hŠtte eine Dreiknotenschnur (Abb. 1b) genŸgt und wŠre viel handlicher gewesen. Man brŠuchte nicht bei jedes Mal die Knoten abzuzŠhlen. Noch einfacher ist eine Dreiknotenschnur mit zwei gleichlangen Abschnitten (Abb. 1c). Der dritte, lŠngere Abschnitt lŠsst sich leicht mit Symmetrietechniken ermitteln und setzt in der Praxis den Satz des Pythagoras nicht voraus.

Dennoch hat die Zwšlfknotenschnur ein gro§es Didaktisches Potential.

2     VerzŠhlen

Man kann sich beim AbzŠhlen der Knoten vertun (Abb. 2). Welche Winkel entstehen dabei?

Abb. 2: Falsches AbzŠhlen

3     Halbrunde Auslegeordnung

Wenn wir die Zwšlfknotenschnur halbrund auslegen (Abb. 3a), haben wir auch eine Visualisierung des FlŠchensatzes von Pythagoras. Rot ist gleich gro§ wie blau plus blau.

Abb. 3: FlŠchensatz. Mšndchen

Bei den Mšndchen des Hippokrates gibt es ein Problem: Beim rechten Winkel sitzen die Punkte nicht richtig. LŠsst sich das Problem beheben, indem wir mit anderen pythagoreischen Dreiecken arbeiten?

4     Kreisrunde Auslegeordnung

Mit der kreisrunden Auslegeordnung (Abb. 4) kšnnen wir verschiedenen Figuren bauen, welche an den Knoten orientiert sind. Dabei muss allerdings klar sein, dass eine runde Anordnung dem Grundsatz des Seilspannens widerspricht und daher eher theoretischen †berlegungen entspricht.

Abb. 4: Kreisrunde Auslegeordnung

4.1    Thaleskreis und Ortsbogen

Wir kšnnen alte Bekannte exemplarisch illustrieren.

Abb. 5: Thaleskreis

Abb. 6: Ortsbogen

4.2    Schnittpunkte

Stimmen die in der Abbildung 7 dargestellten Schnittpunkte?

Abb. 7: Schnittpunkte

†ber Schnittpunkte siehe Walser (2012).

4.3    Kreisfiguren in der Ebene

Abb. 8.1: Kreisfigur

Abb. 8.2: Kreisfigur

Abb. 8.3: Kreisfigur

Abb. 8.4: Kreisfigur

Abb. 8.5: Kreisfigur

Abb. 8.6: Kreisfigur

Abb. 8.7: Kreisfigur

4.4    Kreisfiguren im Raum und auf der Kugel

4.4.1   Gro§kreise

Abb. 9: €quator und Meridiane

Abb. 10: Kreisfigur mit Gro§kreisen

Abb. 11: Mit WŸrfel und Oktaeder

Abb. 12: Das volle Programm

4.4.2   Kleinkreise

Abb. 13: Kleinkreise am WŸrfel

Abb. 14: Kleinkreise am Oktaeder

4.4.3   Gro§- und Kleinkreise

Abb. 15: Ein Gro§kreisbogen und zwei Kleinkreisbšgen

Literatur

Walser, Hans (2012): 99 Schnittpunkte. Beispiele – Bilder – Beweise. 2. Auflage. EAGLE, Edition am Gutenbergplatz: Leipzig. ISBN 978-3-937219-95-0.