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Kugel-Dreiecke ?

Wie kann man zwei Punkte A und B auf der Kugel durch eine Kurve verbinden? Die einfachsten Kurven auf der Kugel sind die Kreise. Sie entstehen als Schnitte der Kugel mit Ebenen. Durch zwei Kugel-Punkte geht ein ganzes Büschel von Kreisen; wohlgemerkt: über die Schnitt-Ebenen ist nichts weiter vorausgesetzt - die beiden Kugel-Punkte, und damit die ganze Raum-Gerade durch die beiden Punkte müssen auf der Ebene liegen. Jede Ebene durch die Raumgerade ist (zunächst) zugelassen. Ein Kreis durch zwei Punkte legt zwei Strecken zwischen den Punkten fest. Bestimmt ist eine dieser Strecken durch einen weiteren Punkt dazwischen. Generell ist ein Kreis Toolbar Image auf der Kugel durch drei Punkte Toolbar Imagebestimmt. Wir wollen ausloten, was man über Dreiecke auf der Kugel aussagen kann. Dies wird allerdings keine Kugel-Dreiecks-Lehre werden, denn
  • Achtung und Vorsicht: In diesem geToolbar Imagegebra.book wird keine der Aussagen über Dreiecke bewiesen oder begründet werden. Die Aussagen könnten also auch falsch sein!
Benutzt werden für fast alle 3D-Konstruktionen die Eigenschaften der Polarität für eine Quadrik vom Typ der Kugel. Man könnte die Bilder auch für ein Ellipsoid herstellen: die Schnitte der Quadrik mit Ebenen sind dann die "Kreise". Verwendet man nämlich in dem zugrundeliegenden Vektorraum eine geeignete Basis in Richtung der Hauptachsen, so kann man die Quadrik vom Typ der Kugel durch die Gleichung beschreiben und alles verhält sich so wie in der obigen 3D-Ansicht!

Diese Seite ist eine Aktivität des geogebra-books kugel-dreiecke (August 2018)

Stereographische Projektion Mit Hilfe der stereographischen Projektion werden wir viele Aussagen über Kugel-Dreiecke auch eben als Kreis-Dreiecke darstellen können, siehe das Applet unten! Das wichtigste Hilfsmittel Toolbar Image für ebene Kreis-Konstruktionen ist die Spiegelung am Kreis Toolbar Image, oft auch Inversion am Kreis genannt.
Leider bietet geToolbar Imagegebra für räumliche Konstruktionen mit Quadriken wenige Toolbar Image Werkzeuge an:
  • Polarität Punkt - Ebene bezüglich einer Quadrik,
  • oder Polarität Gerade - Polargerade,
  • oder Spiegelung an einer Schnitt-Ebene
  • oder Tangentialebene
sind mehr oder weniger mühsam selber zu konstruieren. Unsere Erfahrungen mit "Mach's doch selber!" und dem daraus sich ergebenden erheblichen Zeitaufwand (siehe Kegelschnitt-Werkzeuge) hindert uns, solches noch einmal selber zu versuchen!