05 Frei erfunden und hoch hinaus
5.1 und 5.2 Frei erfundene Kurven
geometrische Ideen, erfundene Gleichungen
Website zum Buch: Hier sind die Dateien, die die Bilder des Buches erzeugt haben, die Aufgabenlösungen, Beweis-Ergänzungen und weitere Kurven, für die im Buch kein Platz mehr war. Wenn Sie hier etwas nicht verstehen, lesen Sie im Buch. Falls Sie Fehler finden ober noch Fragen übrig sind, wenden Sie sich an mich.

5.1 Frei erfundene geometrisch erzeugte Kurven
Kap: Seite
01:S.1
Abb. 1.1 Die D-Kurve, ihre Konstruktion, ihre Gleichung und das D als pure Kurve. Näheres siehe Abschnitt 5.1.1. Konstruktion aus [Wieleitner 1919].

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5.1.1.1 Analyse einer Konstruktion Text ausführlich im Buch, Ergebnis:
Konstruktion aus Quadrat, Diagonalen und Inkreis: Setze Q zugfest auf die Diagonale OB. Die Parallele zu OC schneidet den Kreis in K und L. Die Geraden OK und OL schneiden die Gerade AQ in P1 und P2. Die Ortslinien von P1 und P2 bezüglich Q bilden das D.
Gleichungsherleitung für das Wieleitner-D finden Sie im Buch
Kap: Seite
5.1.1: S. 134
Abb. 5.1 a) Konstruktion der D-Kurve von [Wieleitner 1919],
b) D-Kurve und ihre Cissoide bezüglich eines Kreises
c) D-Kurve und ihre Konchoide mit dem „Baum“ in B.
D-Cissoide im GeoGebra-Book   
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D-Konchoide im GeoGebra-Book   
Erläuterung zur D-Konchoide auf der Konchoiden-Seite D-Konchoide download
Kap: Seite
5.1.2: S. 135
Abb. 5.2 a) Konstruktion der deutsch-d-Kurve
b) d-Kurve für s=0.7
c) d-Kurve für s=1.5

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Kap: Seite
5.1.3: S. 136
Abb. 5.3 a) Konstruktion der roten Topfblumen-Kurve
b) rote Topfblumen-Kurve
c) violette Topfblumen-Kurve, die eine Strophoide und eine Konchoide ist
d) beide Topfblumen farbig gestaltet
Aufgabe 5.1 Topfblumen    im GeoGebra-Book    Sammeldatei    Sonderfälle
Kap: Seite
5.1.4: S. 139



Aufgabe 5.2
Abb. 5.4 In einem Streifen gefangenes Zweiblatt
a) Konstruktion
b) Zweiblatt
c)-f) Das Zweiblatt mit anderen Lagen von Punkt A: c) (0,1.5) d) (0.4,0.9) e) (1.2,0.98) f) (2,0.5)
im GeoGebra-Book    download     Aufgabe 5.2 gefangenes Zweiblatt
Kap: Seite
5.1.4: S. 141
Abb. 5.5 Zweikeimblatt im Wind

Zu einem freien Punkt A wird Q zugfest auf einen Kreis um A durch den Ursprung O gesetzt. Die Senkrechte auf OQ in O schneidet die Parallele zur x-Achse durch Q in E. P ist der Fußpunkt des Lotes von Q auf die Gerade EA. Die Ortskurve von P bezüglich Q ist das Zweikeimblatt.
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Bewegen Sie A frei in der Ebene. Überlegen Sie, warum das Zweikeimblatt nie aus seinem Erzeugungskreis herausragt.
Liegt A auf der x-Achse, kommt eine Lemniskate heraus. Ist es die Lemniskate von Bernoulli (siehe Abschnitt 4.4.1)?
Kap: Seite
5.1.5:

Zusatz
Meyer'sche Kurven
Dr. Jörg Meyer aus Hameln
hat bei der Tagung des Ak Geometrie vorgeschlagen, in zwei Kreisen Zeiger mit verschiedenen Geschwindigkeiten laufen zu lassen. Der Summenvektor die Zeiger bestimmt das P für die Ortslinie.
Dazu habe ich einiges Weitergehendes untersucht. Das ist hier noch nicht dargestellt. Zum Teil aber in der Mathematica-Datei zugreifbar.
Mathematica-Notebook Meyer'sche Kurven
Das Mathematica-Notebook zum Lesen

5.2 Frei erfundene Gleichungen und ihre Kurven
Kap: Seite
5.2: S. 141



Aufgabe 5.4

Abb. 5.6 Isolierte Punkte als Sonderfall der Kurvenfamilie mit der Gleichung 5.1, wenn rechts statt der 0 eine Zahl n steht
( x^2 - a^2)^2 +(y^2 - b^2)^2 = 0


Afgabe 5.4 Isolierte Punkte und ihr Topf

im GeoGebra-Book    Topf download Ellipsen download
Kap: Seite
5.2.1: S. 143
5.2.1 Termsensibilisierung
Abb. 5.7 Gleichungen von Kreis (grün) und Hyperbel (blau)variieren
a) Exponenten 8 statt 2 ergibt Rundeckenquadrat und Platt-Hyperbel
b) Hypellipse x^9 + y^8 = 1
c) Achtklässler zeigt seine Kreation

a) download b) download
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5.2.2: S. 143
Abb. 5.8 Echte Konchoiden des Nikomedes
(y - b)^2(x^2 + y^2) = k^2y^2 (grün)
b = 1, k ¸ {1, 2, 3}
"Konchoiden" des Baron de Sluze
(y - b)(x^2 + y^2) = a y^2 (rot)
b = 1, a aus {-3,-2,-1, 0, 1, 2, 3}

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Kap: Seite
5.2.2 S. 144


Aufgabe 5.5
Aufgabe 5.5 Baron der Sluzes Familie als Cissoiden-Familie

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Kap: Seite
5.2.3: S. 145
Abb. 5.9 Wandelfisch aus gestörter Rosette:

a) - e) Das s wird immer kleiner, bis bald alles verschwindet

Wandelfisch offen download

Kap: Seite
5.2.3: S. 145
Abb. 5.10 Dem Wandelfisch hinter die „Kiemen“ geschaut:
a) Elemente für die Diskussion der Eigenschaften, in
b) und c) werden die explizit-kartesischen Bausteine sichtbar

Wandelfisch beweise (noch nicht perfekt)     Die Abb. 5.10 b) und c) sind mit Mathematica gemacht.


Sie finden Weiteres zu Kurven auf meiner Site www.mathematik-verstehen.de im Bereich Kurven

email.gif 12x9 Prof. Dr. Dörte Haftendorn Erstellt August 2016, Update 1.05.2018 www.kurven-erkunden-und-verstehen.de