Blatt 40
99
Umfänge beider Figuren treffen sich in den Durchdringungs
punkten XIII, XIV, XVII und XVIII.
Auch folgende Betrachtung führt zur Auffindung von
Durchdringungspunkten. Jede Ebene, welche zur 1. T.
ist, schneidet die Pyramide nach einem Fünfeck und den
Cylinder nach einem Rechteck. Wo die Umfänge beider
Figuren sich treffen, sind Punkte der Durchdringung. So
ergiebt eine horizontale Ebene durch die Mantellinien G—15
und 8—17 des Cylinders eine Schnittfigur ghiJcl mit der
Pyramide. Wo in 1. P. die 1. P. P. der Mantellinien G—15
und 8—17 durch den Umfang des Fünfecks gehen, sind
die Punkte XI, XII, XIII und XIV.
Man erhält zwei getrennte Linienzüge und damit eine
vollständige Durchdringung. Jeder Linienzug besteht aus
fünf einzelnen Kurven, welche an den Knicken Zusammen
hängen. (Vgl. auch Fig. 4 Bl. 37.)
deren Mittelpunkt in der Pyramidenachse liegt; gesucht ist
die Durchdringung.
Jede Ebene || zur 1. T. schneidet die Kugel nach einem
Kreise und die Pyramide nach einem regelmäßigen Fünfeck.
Die Schnittpunkte der Umfänge beider Figuren sind Punkte*
der Durchdringung.
Solche Punkte erhält man indessen nur in gewisser
Höhe über der 1. T. Eine horizontale Ebene durch den
Kugelmittelpunkt z. B. schneidet die Kugel nach einem
Kreise, der das zugehörige Fünfeck der Pyramide ganz um
schließt und keine Schnittpunkte liefert- Eine Ebene in
der Nähe des Südpols der Kugel aber wird einen Schnitt
kreis liefern, der wieder von dem Fünfeck der Pyramide
ganz umschlossen wird und ebenfalls keine Schnittpunkte
liefert.
Jene Höhen, in welchen sich wirklich Durchdringungs
punkte ergeben, erhält man wie folgt:
Fig. 5. Gegeben sind ein schiefer Kreiskegel und
eine fünfseitige Pyramide; gesucht ist ihre Durchdringung.
Da beide Körper gleiche Höhen besitzen und mit ihren
Bodenflächen auf der 1. T. aufstehen, so müssen alle Ebenen,
welche durch die Verbindungslinien ihrer Spitzen gelegt
werden, 1. Sp. Sp. haben, die zu s 1 6 1 ¡| sind. Eine solche
Ebene durch die Pyramidenseitenkante 1—6 liefert die Punkte
I und II. Eine Ebene durch die Kante 2 — G schneidet
den Kegel nach dem Dreieck ops und liefert die Punkte
III und IV u. s. w. Da Kante 3—G innerhalb des Kegels
beginnt (Punkt 3 liegt im Innern des Kegels), so liefert sie
nur den einen Punkt V. Kante 4—G ergiebt die Punkte
VI — VII. Kante 5 — G geht an dem Kegel vorüber.
Die Grundflächenumfänge beider Körper schneiden sich
in VIII und IX.
Eine Ebene durch die Mantellinien gs und qs schneidet
den Kegel nach dem Dreieck gqs und die Pyramide nach
dem Dreieck 7,8,G. Man erhält von gs die Punkte X und
XI und von qs nur einen Punkt XI V, w r eil Punkt q sich
im Innern der Pyramide befindet, und sich die Umfänge
beider Dreiecke deshalb nur in drei Punkten schneiden.
Eine Ebene, welche den Kegel nach der Mantellinie rs
berührt, liefert die Punkte XII und XIII.
Die richtige Verbindung der gefundenen Schnittpunkte
ergiebt einen Linienzug der Durchdringung beginnend in VIII
und endigend in IX. Er kann durch die Verbindung
VIII—3 — IX oder VIII — b — a—IX geschlossen werden.
Der Linienzug von VIII nach IX enthält nur sieben Knicke
von vier Pyramidenkanten herrührend, da von Kante 3—G
ein Punkt ausfällt. (Vergleiche auch Fig. 1 Bl. 38.)
Fig. 6. Gegeben sind eine regelmäßige fünfseitige Pyra
mide mit ihrer Grundfläche in der 1. T. und eine Kugel,
Denkt man sich um die Pyramide einen einhüllenden
geraden Kreiskegel beschrieben, so hat er als Bodenfläche
einen Kreis um m, auf dessen Peripherie die Punkte ah cele
liegen. Dieser Kegel schneidet die Kugel nach zwei Kreisen,
deren 0 in 2. P. als f 2 g 2 und Ji 2 Ц erscheinen.
Da die Seitenkanten der Pyramide zugleich auch Mantel
linien des Kegels sind, so müssen ihre Schnittpunkte mit
der Kugeloberfläche auf den beiden Kreisen f 2 g 2 und h 2 i 2
liegen, und sind sie damit bestimmt. Es sind die zehn Knicke
I bis X durch die fünf Pyramidenseitenkanten hervorgebracht.
Weitere Schnittpunkte finden wir in folgender Weise:
Läßt man die Ebene des Hauptmeridians die Pyramide
schneiden, so entsteht als Schnittfigur ein Dreieck. Wo
dessen Kanten in 2. P. von der 2. P. des Hauptmeridians
getroffen werden, ergeben sich Durchdringungspunkte, wie
z. B. XI und XII. Symmetrisch zu beiden können weitere
achtzehn Punkte, von welchen neun die nämliche Höhe wie
XI, neun die nämliche Höhe wie XII über der 1. T. be
sitzen, eingeteilt werden.
Legt man durch die Mittellinie Tcs der Pyramidenseite
aes eine L.E. zur 1. T., so schneidet diese die Kugel nach
einem größten Kreise. Wird dieser mitsamt der Linie Is [|
zur 2. T. gedreht, so erkennt man in 2. P. die Schnittpunkte
XIII und XIV, welche nun wieder zurück in ihre richtige
Lage zu bringen sind.
In gleicher Höhe wie XIII liegen noch weitere vier
Punkte; es sind die niedersten des unteren Linienzuges der
Durchdringung; mit XIV liegen noch vier Punkte in gleicher
Höhe. Es sind die höchsten Punkte des oberen Linienzuges
der Durchdringung.
Weil die Pyramide regelmäßig ist, und der Kugelmittel
punkt in ihrer Achse liegt, sind die einzelnen Stücke der
beiden Linienzüge der Durchdringung je unter sich kongruent.
Die Pyramide durchdringt die Kugel vollständig.