Hans Walser, [20140312]
Verallgemeinerung der Parabel
Anregung: Wynands, 2014, S. 21, Aufgabe 2
Im kartesischen Koordinatensystem zeichnen wir ein Dreieck mit en Ecken , , . Wir haben einen offenen Parameter t. In der Abbildung 1a ist gewŠhlt worden.
Abb. 1: €hnliche Dreiecke
Weiter zeichnen wir ein zum Dreieck Šhnliches Dreieck (Abb. 1b). Wir iterieren den Prozess: zum Dreieck zeichnen wir ein Šhnliches Dreieck . Die Abbildung 1 zeigt die ersten Schritte.
Es entsteht eine eckige logarithmische Spirale (Abb. 2).
Abb. 2: Eckige Spirale
Die Punkte liegen aber auch auf einer runden logarithmischen Spirale (Abb. 3).
Abb. 3: Logarithmische Spirale
Wir hatten fźr die ersten drei Punkt die Koordinaten festgelegt:
Dabei ist t ein noch freier Parameter. Wenn wir t variieren, bewegt sich der Punkt auf der x-Achse.
Fźr den nŠchsten Punkt ergeben sich auf Grund der €hnlichkeitskonstruktion die Koordinaten . Wenn wir also den Parameter t variieren, bewegt sich der Punkt auf der quadratischen Parabel .
Die Abbildung 4 zeigt die Bahnkurven von und .
Abb. 4: Die Parabel erscheint
Fźr die nachfolgenden Punkte erhalten wir die Koordinaten:
Die folgenden Abbildungen zeigen die zugehšrigen Kurven, die sich durch Variation von t ergeben.
Abb. 5: n = 3
Abb. 6: n = 4
Abb. 7: n = 5
Abb. 8: n = 6
Abb. 9: n = 7
Abb. 10: n = 8
Abb. 11: n = 9
Die Abbildung 12 zeigt eine †berlagerung der FŠlle n = 0, ... , 9 fźr t aus dem Intervall [–1, 1]. Wir sehen, dass sich ein gewisses Grundmuster modulo 4 wiederholt.
Abb. 12: n = 0, ... , 9
Im Folgenden noch einige grš§ere Werte fźr n.
Abb. 13: n = 80
Abb. 14: n = 81
Abb. 15: n = 82
Abb. 16: n = 83
Die Abbildung 18 zeigt die †berlagerung der FŠlle n = 80, ... , 83.
Abb. 17: n = 80, ... , 83
Wo ist der obere Halbkreis geblieben? Die Abbildung 18 zeigt die Situation fźr .
Abb. 18: n = –83, ... , –80
Literatur
Wynands, Alexander (2014): Mathematische
(Basis-)Kompetenzen im Abitur.
(Un-)Verzichtbare Mathematik fźr ăAllgemeinbildungŇ und Hochschulzugang.
GDM-Mitteilungen 96, 2014. S. 19-23.