Gallery — Dutch

Sint-Jozefinstituut Essen - Sjabloon voor onderzoeksopdracht

Wiskundecollega Pedro Tytgat ontdekte onlangs een merkwaardige applet op het internet. Op http://functionspace.org/topic/1638/opinion/7591 vond hij tussen een hele serie animated gifs een applet voor de krimpende puntenketting die meetkundig gezien niet veel meer doet dan het berekenen van het midden van een lijnstuk. Deze applet viel niet alleen op door haar meetkundige schoonheid maar ook door een korte discussie over een mogelijke verklaring via dominante eigenwaarden en eigenvectoren.De aangekondigde verklaring ontbrak echter op deze site. Korte tijd na de ontdekking van de stelling van de krimpende puntenketting kwam er een compacte maar geïnspireerde analyse van Dirk Danckaert. In dit verslag probeer ik zijn ideën iets breedvoeriger uit te schrijven.

In dit document worden de transformatiegroepen van de platonische lichamen bestudeerd. Zonder te vervallen in algebraïsche berekeningen worden verbanden gelegd met de symmetrische en de alternerende groepen. De redeneringen die gemaakt worden zijn hoofdzakelijk meetkundig. We beschouwen de platonische lichamen in deze analyse als starre objecten. Rotaties van deze lichamen zijn de enige mogelijke transformaties die we zullen onderzoeken. Hoewel al deze lichamen symmetrievlakken hebben, laten we de vlakspiegeling, die verkregen kunnen worden door rubberen lichamen binnenstebuiten te keren, meestal buiten beschouwing.

Dit seminarieproject voor leerlingen van een vijfde jaar start met een overzicht van verschillende projectiesystemen van driedimensionale lichamen op een vlak. We gebruiken het (vlakke) meetkundeprogramma Cinderella om eenvoudige lichamen zoals kubussen en octaeders in een evenwijdig perspectief te tekenen. De hoekpunten van deze lichamen hebben immers gekende coöordinaten. Daarna breiden we het assortiment lichamen uit naar platonische lichamen met een vijfhoekige symmetrie. Afknottingen van deze lichamen lenen zich goed tot het maken van animaties. Tot slot maken we afbeeldingen in een tollende perspectief. Hierbij wordt aandacht besteed aan het gebruik van eulerhoeken en aan het algoritme voor de zichtbaarheid van zijvlakken.