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Definiert man die Kreiszahl \(\pi\) als das Verhältnis von Umfang eines Kreises zum Durchmesser, dann ist \(\pi\) näherungsweise gleich dem halben Umfang eines regelmäßigen \(n\)-Ecks im Einheitskreis. Kreis umfang flächeninhalt aufgaben pdf. Um die Genauigkeit von 7 Dezimalstellen zu erreichen, muss Zu Chongzhi – ohne die Hilfsmittel, die uns heute zur Verfügung stehen – die Seitenlänge eines regelmäßigen 24 576-Ecks berechnet haben – eine aus heutiger Sicht unglaubliche Rechenleistung! Zu den besonderen Leistungen von Vater Zu Chongzhi und Sohn Zu Geng zählt auch die Herleitung einer exakten Volumenformel für die Kugel: Während es noch 200 Jahre vorher bei Liu Hui (220–280) heißt: Verdoppelt man das Volumen dieses Körpers und zieht hieraus die dritte Wurzel, dann erhält man den Durchmesser der Kugel (hier wird also mit \(\pi = 3\) gerechnet), geben Vater und Sohn als Formel für das Kugelvolumen \(V = \frac{11}{21} \cdot d^3\) an (rechnen also mit \(\pi = \frac{22}{7}\)). Für die Herleitung benutzen sie den Grundsatz: »Die Volumina zweier Körper der gleichen Höhe stehen in einem festen Zahlenverhältnis, wenn die Größen der Schnittflächen beider Körper in gleicher Höhe in diesem Zahlenverhältnis stehen« – dies ist eine Verallgemeinerung eines Prinzips, das in Europa erst 1000 Jahre später von Bonaventura Cavalier i (1598–1647) formuliert wird.
In Buch VI setzt Pappos sich mit Schriften verschiedener Autoren zur Astronomie auseinander von Theodosios über Aristarch bis Ptolemäus – und weist dabei auf Fehler hin, die in der Zwischenzeit entdeckt worden waren. Buch VII ist – nicht nur aus heutiger Sicht – das wertvollste Kapitel der Synagoge. Zunächst reflektiert Pappos die Vorgehensweise der Mathematiker; dabei unterscheidet er Analysis und Synthesis: Bei der Methode der Analysis (wenn man zum Beispiel versucht, einen Satz zu beweisen oder ein Konstruktionsproblem zu lösen) wird überlegt, von welchen Voraussetzungen her man auf das schließen kann, was gezeigt werden soll, und geht dann immer weiter zurück, bis man zu einem Sachverhalt kommt, der sicherlich richtig ist. Mach mit Mathematik | öbv Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co. KG, Wien. Bei der Synthesis geht man den umgekehrten Weg. Das Kapitel enthält eine Fülle an Informationen über verloren gegangene Bücher, unter anderem über Euklids Data und Porismen (Sammlung von geometrischen Aufgaben) sowie mehrere Schriften des Apollonius (Buch der Flächenzerlegungen, Buch der Berührungen, Buch der Neigungen, Buch der geometrischen Örter).
Der Durchmesser des Kreises \(k_3\) um \(P_3\) ist ein Drittel so groß wie der Abstand von \(P_3\) zu \(AB\) und so weiter. Im Folgenden untersucht er die Frage der Quadratur des Kreises sowie das Problem der Winkeldreiteilung und beschreibt unter anderem die Lösungen mithilfe der Archimedischen Spirale (siehe Bilder oben) und der Quadratrix des Hippias (siehe untere Bilder). Buch V beschäftigt sich mit isoperimetrischen Problemen: Pappos erläutert, warum der Kreis unter allen Figuren gleichen Umfangs den größten Flächeninhalt hat. Der Mathematische Monatskalender: Pappos von Alexandria (um 320) - Spektrum der Wissenschaft. Weiter vergleicht er die Volumina der 13 halbregulären archimedischen Körper mit gleich großer Oberfläche miteinander, wobei er schließlich feststellt, dass von zwei Körpern mit gleicher Oberfläche derjenige mit der größeren Anzahl von Flächen auch das größere Volumen hat und dass bei einer Kugel mit gleicher Oberfläche das Volumen größer ist als bei allen regelmäßigen Körpern. In einem Beitrag von literarischer Qualität lobt er die Klugheit der Bienen wegen der optimalen Form der Honigwaben.
Bei seinen Berechnungen von \(\pi\) geht Zu Chongzhi vom regelmäßigen Sechseck aus, dessen Umfang dreimal so groß ist wie der Durchmesser (Länge der längeren Diagonalen); dann wird die Anzahl der Ecken schrittweise verdoppelt.
Rotiert ein Flächenstück um eine Achse (die das Flächenstück nicht schneidet), dann ist das Volumen des entstehenden Rotationskörpers gleich dem Produkt des Flächeninhalts des Flächenstücks multipliziert mit dem Umfang des Kreises, den der Schwerpunkt des Flächenstücks bei der Rotation zurücklegt. Ob tatsächlich der Jesuit Paul Guldin, ein in der Schweiz geborener Mathematiker und Astronom, den Satz 1640 selbst entdeckt hat, ist ungeklärt – in seiner Bibliothek befand sich ein Exemplar der Synagoge des Pappos. Kreis umfang und flächeninhalt pdf page. Als Theorem des Pappos wird ein Satz bezeichnet, der Ausgangspunkt für die Entwicklung der projektiven Geometrie war: Liegen je drei Punkte \(A_1\), \(A_2\), \(A_3\) und \(B_1\), \(B_2\), \(B_3\) auf zwei Geraden, dann liegen die drei Schnittpunkte der Geraden, die durch \(A_1\) und \(B_2\) bzw. \(A_2\) und \(B_1\), durch \(A_1\) und \(B_3\) bzw. \(A_3\) und \(B_1\) sowie durch \(A_2\) und \(B_3\) bzw. \(A_3\) und \(B_2\) verlaufen, auf einer Geraden, der so genannten Pappos-Gerade.
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