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Wird eine Kugel durch eine Ebene oder mehrere Ebenen geschnitten, so entstehen verschiedene Schnittfiguren.
Beim Schnitt einer Kugel durch eine Ebene entstehen zwei Kugelabschnitte (Kugelsegmente). Verläuft diese Schnittebene genau durch den Kugelmittelpunkt, entstehen zwei Halbkugeln.

Zur Herleitung der Formel für das Volumen einer Kugel kann nach einer Idee von GALILEI ein Körper geschaffen werden, der in gleichen Höhen den gleichen Querschnitt wie eine Halbkugel hat. Ein solcher Körper entsteht, wenn man aus einem Kreiszylinder mit dem Grundflächenradius r und der Höhe r einen Kreiskegel mit gleicher Grundfläche und gleicher Höhe herausschneidet.

APOLLONIOS VON PERGE (um 262 bis 190 v. Chr.), griechisch-hellenistischer Mathematiker und Astronom
* um 262 v. Chr. Perge (Pamphylien, heutige Türkei);
† um 190 v. Chr.

APOLLONIOS VON PERGE, auch „der große Geometer“ genannt, war ein Schüler EUKLIDs. Er beschäftigte sich sowohl mit arithmetischen Berechnungen als auch mit der Statistik. Besonders zu erwähnen ist sein Hauptwerk „Conica“, in dem er die Ergebnisse der antiken Kegelschnittlehre zusammenfasste.
APOLLONIOS lieferte auch wichtige Beiträge zur Astronomie. Speziell wandte er geometrische Modelle auf die Planentenbewegung an.

ARCHIMEDES von Syrakus, griechischer Mathematiker, Physiker und Erfinder
* um 287 v. Chr. Syrakus
† 212 v. Chr. Syrakus

ARCHIMEDES wissenschaftliche Leistungen liegen vor allem auf dem Gebiet der Mathematik und der Naturwissenschaften. Bekannt sind u. a. folgende Schriften von ihm:

• dem Begriff „Schwerpunkt“ von Flächen und Körpern
• Methoden zur Flächeninhalts- und Volumenbestimmung mathematischer Figuren und Körper
• mathematischen Grundlagen physikalischer Prozesse (Hebelgesetz)
• astronomischen Inhalten

FRANCESCO BONAVENTURA CAVALIERI (1598 bis 1647)
* um 1598 Italien
† 1647

CAVALIERI war ein Schüler GALILEIs. Er führte die Gedanken von ARCHIMEDES und KEPLER zur Inhaltsbestimmung von Körpern und Flächen weiter und schuf eine Theorie der „Indivisiblen“ (indivisibel (lat.) – nicht teilbar).

FRANCESCO BONAVENTURA CAVALIERI, ein Schüler GALILEIs, veröffentlichte 1629 das auf seinen Überlegungen beruhende Prinzip des Volumenvergleichs zweier Körper.

Ein Ellipsoid ist ein Rotationskörper, der durch die Rotation einer Ellipse um eine ihrer Hauptsachsen entsteht.

Während bei einer Kugel alle drei räumlichen Ausdehnungen gleich sind, sind diese bei einem Ellipsoid verschieden.

Ausgehend vom allgemeinen Viereck lassen sich Quadrat, Rechteck, Raute (Rhombus), Trapez, Parallelogramm und Drachenviereck aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften in einer Übersicht (dem sogenannten Haus der Vierecke) darstellen.

Wie viele andere mathematische Begriffe bildete sich auch der Begriff „Winkel“ zur Beschreibung von Dingen oder Prozessen der Wirklichkeit heraus. Die Vielfalt der praktischen Anforderungen führte zur Entwicklung verschiedener Winkelbegriffe, welche jeweils unterschiedliche Seiten der Wirklichkeit betonen.

Schneiden einander zwei Geraden, so heißen die gegenüberliegenden Winkel Scheitelwinkel und die nebeneinanderliegenden Winkel Nebenwinkel.
Schneiden zwei verschiedene parallele Geraden eine dritte Gerade, so entstehen acht Winkel. Von Interesse sind Beziehungen zwischen je zwei dieser Winkel, die keinen gemeinsamen Scheitelpunkt haben.

Die Winkelhalbierenden halbieren die drei Innenwinkel des Dreiecks. Die drei Winkelhalbierenden schneiden einander in genau einem Punkt. Dieser Punkt ist Mittelpunkt des Kreises, der die drei Dreiecksseiten von innen berührt. Man nennt deshalb diesen Kreis den Inkreis des Dreiecks.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Mathematik - Beziehungen zwischen Figuren".

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Im Axiomensystem der ebenen euklidischen Geometrie ist es gebräuchlich, die Kongruenzaxiome durch Axiome der Bewegung zu ersetzen. Bei der Betrachtung der Begriffe Bewegung und Kongruenz sind prinzipiell zwei Wege möglich.

Der berühmte griechische Mathematiker ARCHIMEDES konnte durch eine geschickte physikalische Überlegung als erster die Formel für das Volumen einer Kugel herleiten, indem er die Volumina dreier Körper verglich.

Werden mehr als zwei Ansichten verwendet, spricht man von einem Mehrtafelbild. Zur eindeutigen Darstellung eines Körpers, aus der alle Maße entnommen werden können, sind in der Regel drei Ansichten ausreichend.

Die Bilder bei einer senkrechten Parallelprojektion heißen Normalbilder. Grund- und Aufriss eines Körpers sind spezielle Normalbilder. Meist wird eine spezielle Lage des Körpers gewählt, bei der möglichst viele Begrenzungsflächen parallel zu einer der Bildebenen sind. Da dann viele Kanten senkrecht zu einer Bildebene sind und dem zufolge als Punkt abgebildet werden, sind die Bilder oft nicht sehr anschaulich. So sind der Aufriss und Grundriss eines Würfels jeweils ein Quadrat.

Unter den erhaltenen Resten der altägyptischen Kultur gibt es ein besonderes architektonisches Gebilde, den Obelisken. Obelisken sind Steinpfeiler mit einer kleinen Pyramide als Spitze. Der Steinpfeiler hat die Form eines Pyramidenstumpfs. Obelisken waren ein Kultursymbol des Sonnengottes.
In der Mathematik hat der Begriff Obelisk einen anderen Inhalt. Man versteht darunter einen ebenflächigen begrenzten Körper mit rechteckförmigen parallelen Grund- und Deckflächen sowie trapezförmigen Seitenflächen.

Treffen die zueinander parallelen Projektionsgeraden (Projektionsstrahlen) von einem Körper kommend schräg auf eine Bildebene auf, so spricht man von einer schrägen Parallelprojektion.

Ein Quader ist ein gerades Prisma mit paarweise zueinander kongruenten Rechtecksflächen. Ein Quader hat sechs Begrenzungsflächen, zwölf Kanten und acht Ecken.

Der Soma-Würfel besteht aus sieben Teilen. Es handelt sich um Körper, die jeweils aus nicht mehr als vier Würfeln gleicher Größe zusammengesetzt sind.
Die grundsätzliche Aufgabe besteht darin, die sieben Soma-Teile zu einem Würfel aus 27 Einheitswürfeln zusammen zu fügen. Dafür gibt es immerhin 240 Möglichkeiten.

Manchmal braucht man für ein Geschenk eine passende Verpackung. So eine Verpackung lässt sich schnell selbst anfertigen.
Beispiele für eine Verpackung sind eine sechsseitiges Prisma und ein Tetraeder.

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Multiple-Choice-Test zum Thema "Mathematik - Pyramide / Kegel / Kugel / Polyeder".

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WISSENSTEST

SOPHIA WASSILJEWNA KOWALEWSKAJA (1850 bis 1891), russische Mathematikerin und Physikerin
* 15. Januar 1850 Moskau
† 10. Februar 1891 Stockholm

Der Russin SOPHIA WASSILJEWNA KOWALEWSKAJA gebührt das Verdienst, als erste Frau auf dem Gebiet der Mathematik promoviert zu haben und auf einen entsprechenden Lehrstuhl an einer Universität berufen worden zu sein.
Als Mathematikerin leistete sie wichtige Beiträge zur Problematik der Differenzialgleichungen. Des Weiteren beschäftigte sie sich mit Funktionentheorie sowie der Rotation starrer Körper.

LEONHARD EULER (1707 bis 1783), Schweizer Mathematiker und Physiker
*  15. März 1707 Basel
† 18. September 1783 St. Petersburg

Die Würdigung der mathematischen Beiträge EULERs muss sich hier auf einige ausgewählte Beispiele beschränken.

EULERs besondere Liebe galt der Zahlentheorie.

Viel Interesse hat bei Mathematikern und Laien die Frage gefunden, ob es pythagoreische Zahlentripel gibt, für welche die Beziehung $a^3+b^3=c^3$ (oder allgemeiner $a^n+b^n=c^n$ mit n > 2) gilt.
PIERRE DE FERMAT (1601 bis 1665) äußerte die Vermutung, dass dies nicht der Fall sei und gab an, einen Beweis dafür gefunden zu haben.