Digitale Werkzeuge in der Schule/Pyramiden entdecken/Pyramiden konstruieren: Unterschied zwischen den Versionen

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{{Box|1=Definition: Netz eines Körpers|2=Das Netz eines Körpers stellt diesen "auseinandergefaltet", also mit ausgebreiteten Flächen dar. Diese Darstellung erleichtert z.B. die Herstellung eines solchen Körpers aus Papier.|3=Merksatz}}
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{{Lösung versteckt|1=Gelbes Netz: Dreiecksprisma, hellblaues Netz: Tetraeder, braunes Netz: Würfel, grünes Netz: Quader, lila Netz: Pyramide quadratischer Grundfläche|2=Lösung|3=Ausblenden}}<br />
{{Lösung versteckt|1=Gelbes Netz: Dreiecksprisma, hellblaues Netz: Tetraeder, braunes Netz: Würfel, grünes Netz: Quader, lila Netz: Pyramide quadratischer Grundfläche|2=Lösung|3=Ausblenden}}<br />

Version vom 20. November 2022, 10:04 Uhr


Info

In diesem Lernpfadkapitel lernst du

  • wie du Netze von Pyramiden zeichnen kannst.
  • wie du aus einem Netz einen Körper falten kannst.
  • wie du Schrägbilder von Pyramiden zeichnen kannst.

Am Ende folgt eine Sicherung der in diesem Kapitel behandelten Themen. Wir wünschen dir viel Erfolg beim Bearbeiten den Aufgaben!

Bei den Aufgaben unterscheiden wir folgende Typen:

  • In Aufgaben, die orange gefärbt sind, kannst du grundlegende Kompetenzen wiederholen und vertiefen.
  • Aufgaben in pinker Farbe sind Aufgaben mittlerer Schwierigkeit.
  • Und Aufgaben mit lilanem Streifen sind Knobelaufgaben.
Viel Erfolg!

Rückblick und Motivation

Pyramide in Potsdam.

Pyramiden begegnen uns nicht nur im Mathematikunterricht, sondern auch in der realen Welt, wie z.B. in Architektur (Bild rechts) und Bauingenieurwesen (Konstruktion und Betrieb von Bauwerken des Hoch-, Verkehrs-, Tief- und Wasserbaus). Du kannst bereits Pyramiden im Alltag erkennen und Beispiele dafür nennen.

Einführung

Definition: Netz eines Körpers
Das Netz eines Körpers stellt diesen "auseinandergefaltet", also mit ausgebreiteten Flächen dar. Diese Darstellung erleichtert z.B. die Herstellung eines solchen Körpers aus Papier.
Aufgabe 1: Zuordnung

Ordne den unten dargestellten Netzen die Körper zu, die daraus hergestellt werden können. Halte deine Ergebnisse auf dem Arbeitsblatt fest.

Mögliche Körper sind: Würfel, Zylinder, Tetraeder (Pyramide mit dreieckiger Grundfläche), Quader, Dreiecksprisma, Pyramide mit quadratischer Grundfläche, Kegel.
Netze farbig.png
Gelbes Netz: Dreiecksprisma, hellblaues Netz: Tetraeder, braunes Netz: Würfel, grünes Netz: Quader, lila Netz: Pyramide quadratischer Grundfläche


Netze entwerfen

Netz einer Pyramide mit quadratischer Grundfläche zeichnen

Aufgabe 1: Pyramidennetz zeichnen

Folge den Schritten (a) bis (e), um das Netz einer Pyramide mit quadratischer Grundfläche zu zeichnen. Deine Zeichnung soll nach dieser Anleitung im Wesentlichen so aussehen wie das lila dargestellte Netz aus der obigen Abbildung.

a) Zeichne zuerst ein Quadrat.

b) Zeichne nun in das Quadrat die beiden Diagonalen ein; deren Schnittpunkt kennzeichnest du mit einem S.

c) Tu folgendes für alle vier Seiten des Quadrats: Lege das Geo-Dreieck so, dass eine Gerade entsteht, die durch S und senkrecht durch die jeweilige Seite verläuft. Somit erhältst du die vier Punkte, die mittig auf den Seiten liegen. Zeichne diese Punkte ein und nenne sie A, B, C bzw. D.

d) Zeichne jetzt, von den vier mittig auf den Seiten liegenden Punkten A bis D ausgehend, jeweils eine 4cm-lange Strecke ein; diese beginnt jeweils in den Punkten A (bzw. B, C, D), steht senkrecht auf der jeweiligen Seite des Quadrats und führt vom Quadrat weg.

e) Verbinde nun die "Enden" der soeben erstellten Strecken mit den nächstliegenden Ecken des Quadrats, sodass vier Dreiecke entstehen, die das Quadrat umschließen.

Tetraeder erkunden

Nicht alle Pyramiden haben eine quadratische Grundfläche; ein Rechteck, Dreieck, Sechseck usw. als Grundfläche ist ebenfalls möglich. Ein besonderer Fall ist die Pyramide, die aus vier gleichseitigen Dreiecken besteht (womit die Grundfläche auch dreieckig ist); dieser Körper heißt Tetraeder.


Definition: Tetraeder

Ein (regelmäßiger) Tetraeder ist eine Pyramide, die aus vier gleichseitigen (sowie gleichzeitig geichwinkligen) Dreiecken besteht. Somit ist auch die Grundfläche ein Dreieck.

Schrägbild eines Tetraeders
Aufgabe 2: Tetraedernetz zeichnen
Zeichne nun das Netz eines Tetraeders, der aus gleichseitigen Dreiecken besteht.


Körper herstellen

Vom Netz zum Körper

Eben hast du (mindestens) ein Körpernetz gezeichnet. Nun soll daraus ein dreidimensionaler Körper hergestellt werden. Nachfolgend ist die Herstellung einer Pyramide dargestellt.


Aufgabe 3: Vom Netz zum Körper
Bewege den Schieberegler, um die Seitenflächen des Tetraeders aufzurichten oder abzusenken. Durch Verschieben der Eckpunkte kannst du die Gestalt der Pyramide verändern.
GeoGebra


Pyramide mit quadratischer Grundfläche herstellen

Aufgabe 4: Pyramide herstellen
Stelle aus dem in Aufgabe 1 angefertigten Netz eine Pyramide mit quadratischer Grundfläche her. Fixiere die Mantelfläche mit Klebeband, um zu verhindern, dass sich die Pyramide wieder "öffnet".

Schrägbilder zeichnen

Merksatz: Schrägbild


Schrägbilder stellen dreidimensionale Körper zweidimensional dar.

Schrägbild Würfel.png

Schrägbild einer Pyramide mit quadratischer Grundfläche zeichnen

Aufgabe 5: Schrägbild einer Pyramide


Zeichne das Schrägbild einer Pyramide mit quadratischer Grundfläche mit Grundflächenkantenlänge cm und Körperhöhe cm, indem du wie folgt vorgehst:

a) Zeichne zuerst die Grundfläche. Stell dir vor, die Grundfläche würde "nach hinten weggehen". Diese perspektivische Darstellung gelingt dir, indem du 1. die "nach hinten weggehenden" Kanten nur halb so lang wie eigentlich und 2. unter einem Winkel von (Verzerrungswinkel) zeichnest (siehe Abbildung oben).

b) Vervollständige das Schrägbild. Zeichne dazu die Diagonalen als Hilfslinien ein. Zeichne die Höhe der Pyramide ein. Verbinde die Spitze mit den Eckpunkten der Grundfläche.

Die in die Tiefe, also nach hinten gehenden Seiten werden unter einem Winkel gezeichnet; nicht sichtbare Kanten werden gestrichelt dargestellt. Zeichne auf der Fläche, der der Grundfläche gegenüberliegt, die beiden Diagonalen ein. Bezeichne deren Schnittpunkt mit S. Verbinde S mit den unteren vier Ecken des Quaders.

GeoGebra

Schrägbild eines Tetraeders

Aufgabe 6: Schrägbild eines Tetraeders


Zeichne das Schrägbild eines Tetraeders. Die Kanten der Grundfläche sind cm lang und die Höhe der Pyramide soll cm betragen. Beachte beim Zeichnen die Merkmale dieser besonderen Pyramide.

Fertige dir eine Hilfszeichnung an mit deiner Grundfläche an, um die passende Verzerrung des Schrägbildes zu ermitteln. Tipp: Die Grundfläche ist gleichwinklig.

Wenn du weitere Hilfestellung benötigst, schaue dir dieses Video bis zur Minute an. [1]

Hinweis: Es gibt auch die Möglichkeit, die Grundfläche mit Hilfe von Winkelmessungen anstatt mit dem Zirkel zu zeichnen, da die Grundfläche gleichwinklig ist und somit alle Winkel betragen.
Du kannst dir folgendes Video zum Vergleich deiner Lösung ansehen (ab Minute ): [2]

Sicherung

Lückentext

Aufgabe 7: Lückentext Pyramiden


Vervollständige den folgenden Lückentext.

Folgende Begriffe kannst du einsetzen:

dreidimensional; halb so lang; beliebig viele Ecken; ; unverzerrt; gleichseitig; ; Tetraeder; Körper; Schrägbild; zweidimensional; Quader; Verzerrungswinkel; °; doppelt so groß; verzerrt


Praktische Sicherung

Aufgabe 8: Auf dem Dach


a) Eine Scheune ist m lang, m breit. Die Seitenflächen des Dachs haben eine Höhe von m. Das Dach dieser Scheune hat die Form einer Pyramide. Zeichne das Netz des Daches im Maßstab .

Im Maßstab entspricht m in der Realität cm in deiner Skizze.

b) Zeichne nun das Dach dieser Pyramide ebenfalls maßstabsgetreu.