Blatt IO.
63
N.W. von 30° zur 2. T. bilden. Es ergiebt sich Füg. 2.
Durch ein Umkippen || zur 2. T. erhält man die Stellung
Fig. 3.
Nimmt man, von der Stellung Fig. 1 ausgehend, eine
Drehung || zur 1. T. vor, bis die beiden erwähnten Seiten
zur 2. T. senkrecht sind, so ist dies die Stellung Fig. 4.
Durch ein Neigen || zur 2. T. ergiebt sich Stellung Fig. 5.
Hier erscheint die bisher unsichtbare Rückseite zum ersten
mal von oben gesehen. Es erfolgt eine Drehung im wag
rechten Sinne in die Stellung Fig. 6, und von dieser ge
langt man durch Neigen || zur 2. T. zur Stellung Fig. 7.
Mit großer Aufmerksamkeit sind die Buchstaben, welche
die Eckpunkte bezeichnen, durch alle Figuren zu verfolgen,
und es ist darauf zu achten, daß sie stets an die richtige
Stelle gesetzt werden.
Blatt 19.
Tetraeder (regelmäßiges Vierflach), Hexaeder (regel
mäßiges Sechsflach oder Würfel) und Oktaeder (regel
mäßiges Achtflach).
Unter den geometrischen Körpern sind die streng regel
mäßigen Körper von besonderem Interesse.
Sie haben die gemeinsame Eigenschaft, daß ihre Seiten
kongruente regelmäßige Polygone und ihre Flächenwinkel
alle untereinander gleich sind. An jeder Ecke stößt die
gleiche Anzahl von Polygonen zusammen.
Man kann um jeden solchen Körper eine Kugel be
schreiben, welche durch alle Ecken geht — die um
geschriebene Kugel —; eine zweite Kugel kann konstruiert
werden, welche alle Seiten in ihren Mittelpunkten berührt
— die eingeschriebene Kugel —; auch giebt es noch eine
dritte Kugel, welche alle Kanten in ihren Mittelpunkten
berührt — die angeschriebene Kugel.
Diese drei Kugeln haben einen gemeinsamen Mittelpunkt,
welcher zugleich der Mittelpunkt des Körpers ist. Ihre
Radien werden als Ecken-, Seiten- und Kantenradius
unterschieden.
Jede Körperdiagonale, welche zugleich auch Durchmesser
der umgeschriebenen Kugel ist, heißt Hauptdiagonale;
die übrigen Nebendiagonalen. Alle Hauptdiagonalen sind
gleich lang.
Die Summe der Kantenwinkel an einer Körperecke muß
stets kleiner als 360° sein, da die Körperoberfläche bei 360°
in eine Ebene überginge. Ein solcher Körper kann daher
nur von regelmäßigen Dreiecken, Vierecken oder Fünfecken
begrenzt sein. Auch folgt hieraus, daß an einer Ecke nur drei,
vier oder fünf regelmäßige Dreiecke, drei solche Vierecke oder
drei solche Fünfecke zusammenstoßen können.
Den vorgenannten Eigenschaften genügen nur fünf Körper.
Sie heißen die regelmäßigen oder regulären Polyeder,
auch platonischen Körper. Jeder derselben ist durch
eine Kante bestimmt.
1.) Das regelmäßige Tetraeder oder Vierflach.
Seine Oberfläche besteht aus vier kongruenten regulären
Dreiecken. Es besitzt vier Ecken und sechs Kanten. An
jeder Ecke stoßen drei Dreiecke zusammen. Jeder Kanten
winkel = 60°; die Summe der Kantenwinkel an jeder Ecke
; ist 180°. Jeder Seitenwinkel ist 70°31'43,6"; der Neigungs
winkel einer Kante zur anstoßenden Seite ist 54°44'8,2".
Das Vierflach kann, wie die Fig. Fig. 1 — 4 zeigen, in
seinen P. P. als ein regelmäßiges oder gleichschenkliges Dreieck,
als ein Quadrat oder Antiparallelogramm erscheinen.
Die Mittelpunkte der Tetraederseiten sind die Ecken
eines neuen Tetraeders.
In Fig. 1 sitzt der Körper mit seiner Basis auf der
1. T. auf. Die 1. P. der Spitze 4 ist der Mittelpunkt des
Dreiecks 1, 2, 3. Schneidet man den Körper durch eine
Ebene _L zur 1. T., durch die Kante 3—4 gehend, so ergiebt
die Schnittfigur, in die 1. T. umgeklappt, ein gleichschenkliges
Dreieck (. 3 — 4' ist = 3 — 2), welches zum einen Schenkel die
Seitenhöhe des Körpers (= der Höhe eines regulären Drei-
^ ecks) hat. Die Höhe 4 — 4’ des Dreiecks liefert die Höhe
des Körpers, mit deren Benutzung seine 2. P. zu kon
struieren ist.
Nach Stellung Fig. 2 gelangt man durch eine Drehung
in horizontalem Sinne; von dieser zur Stellung Fig. 3
durch eine Drehung in vertikalem Sinne und von ihr durch
eine Drehung in horizontalem Sinne zur Stellung Fig. 4.
In der 2. P. Fig. 2 zeigt sich als bei 1,2 ein Seiten
winkel in wahrer Größe; bei 3 erscheint der Neigungswinkel
einer Kante zur anstoßenden Seite in wahrer Größe.
In Fig. 5 ist das Netz des Körpers, aus vier regulären
Dreiecken zusammengesetzt, gezeichnet.
2.) Das regelmäßige Hexaeder, das regelmäßige
Sechsflach, der Würfel oder Kubus.
Die Oberfläche besteht aus sechs kongruenten Quadraten,
von welchen je drei eine Ecke bilden. Der Körper besitzt
acht Ecken, zwölf Kanten, zwölf Seitendiagonalen und vier
Körperdiagonalen. Jeder Kantenwinkel und jeder Seiten
winkel ist gleich einem rechten Die Summe der Kanten
winkel an jeder Ecke ist 270°. Der Neigungswinkel einer
Kante zur anstoßenden Seite ist 90°.
Der Würfel kann sich als Quadrat, als Rechteck, als
regelmäßiges und als unregelmäßiges Sechseck projizieren.
Schneidet man ihn durch eine Ebene, welche zwei gegen
überliegende Kanten enthält, so ergiebt die Schnittfigur ein
Rechteck, dessen Hälfte ein rechtwinkliges Dreieck ist, in
welchem Würfelkante, Seitendiagonale und Körper
diagonale zusammentreten. Nebenfigur zu Fig. 8. I)ic
Würfelkante verhält sich zur Seitendiagonale und diese zur
Körperdiagonale wie 1 : y 2 : y 3. Die beiden spitzen ^
dieses Dreiecks sind 35°15’51,8” und 54°44'8,2".
In Stellung Fig. 6 stellt der Würfel mit einer Seite
auf der 1. T. auf. Seine 1. P. ist ein Quadrat. Wären zwei
Seiten zur 2. T. || , so wäre auch die 2. P. ein Quadrat. Da
dies hier nicht der Fall ist, so erscheint die 2. P. als Recht
eck mit zwei eingezogenen Linien; den 2. P.P. von zwei
Kanten. Eine Drehung || zur 2. T. nach Stellung Fig. 7
ergiebt als 1. P. ein unregelmäßiges Sechseck.
Stellt man den Würfel mit einer körperlichen Diagonale
zu einer T. -L, so projiziert er sich auf ihr als regelmäßiges
Sechseck mit eingezogenen Diagonalen. Dabei kann sich
die andere P. als unregelmäßiges Sechseck, oder wie im
vorliegenden Fall Fig. 8, als Rechteck mit einer ein
gezogenen Mittellinie darstellen.
Man konstruiert hier die 2. P. mit Hülfe des recht
winkligen Dreiecks aus Nebenfigur zu Fig. 8. Die 1. P.