Hans Walser, [20130727]
Dreieck und Sechseck
Anregung: H. K. S., L.
Es wird ein regelmЧiges Dreieck und ein dazu flŠchengleiches regelmЧiges Sechseck diskutiert. Dabei werden geometrische und rechnerische Methoden sowie Zerlegungsgleichheiten verwendet.
Wir arbeiten in einem Quadratraster der Maschenweite 1 (Abb. 1).

Abb. 1: Quadratraster
Wir drehen nun Kopien dieses Rasters um 120¡ und 240¡ (Abb. 2).

Abb. 2: Verdrehte Raster
Wir erkennen Punkte, welche ein regelmЧiges Zwšlfeck bilden (Abb. 3).

Abb. 3: Zwšlfeck
Wenn wir den Zwšlfeckseiten regelmЧige Dreiecke aufsetzen, kommen deren Au§enecken auf Rasterunkte eines der drei Raster zu liegen.
Nun fŸhren wir ein regelmЧiges Dreieck (rot) und ein regelmЧiges Sechseck (blau) in die Figur ein gemЧ Abbildung 4.

Abb. 4: Dreieck und Sechseck
Das rote Dreieck und das blaue Sechseck sind flŠchengleich.
Dies kann auf verschiedene Arten eingesehen werden.
Wir kšnnen wir in der Schule mit FlŠchenverwandlungen arbeiten.
ZunŠchst
haben das rote Dreieck
und das blaue
Sechseck
das graue Dreieck
gemeinsam (Abb.
5).

Abb. 5: FlŠchenverwandlungen
Aus der
ParallelitŠt der beiden violetten Rasterlinien folgt die FlŠchengleichheit der
beiden Dreiecke
und
. Diese beiden Dreiecke haben eine gemeinsame Grundlinie
und die gleiche
Hšhe 1 (Maschenweite des Rasters). Analog kšnnen wir an den anderen zwei Seiten
des grauen Dreiecks Ÿberlegen.
Das rote
Dreieck hat den Umkreisradius
und damit den
FlŠcheninhalt
.
Das blaue
Sechseck hat den Umkreisradius 2 und damit den gleichen FlŠcheninhalt
.
Die Abbildung 6 zeigt das wesentliche Puzzle-Teil.

Abb. 6: Puzzle-Teil
Mit drei solcher Puzzle-Teilen (jeweils um 120¡ und 240¡ verdreht) kšnnen wir das rote Dreieck bis auf drei kleine Dreiecke an den Spitzen auffŸllen (Abb. 7).

Abb. 7: Dreieck fast voll
Ebenso kšnnen wir damit das blaue Sechseck bis auf ein Dreieck im Zentrum auffŸllen (Abb. 8).

Abb. 8: Sechseck mit Loch
Als Restproblem mŸssen wir das Lochdreieck im blauen Sechseck auf die drei Eckdreiecke im roten Dreieck aufteilen. Wir haben das Problem der ãDreiecksdrittelungÒ. Die Abbildung 9 zeigt, wie das geht.

Abb. 9: Dreiecksdrittelung
Damit erhalten wir schlie§lich die gemeinsame Zerlegung des Dreiecks mit dem flŠchengleichen Sechseck (Abb. 10).

Abb. 10: Zerlegungsgleichheit