Begriffsbildung
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Das Fadenmodell besitzt eine große Ähnlichkeit zu einem Sattel, oder?
Es zeigt ein hyperbolisches Paraboloid. Will man sich einer solchen Fläche
2. Ordnung mathematisch nähern, so wird zunächst ein Koordinatensystem im
dreidimensionalen Raum benötigt. Die folgende Darstellung deutet ein
hyperbolisches Paraboloid (rot eingezeichnet) im Koordinatensystem an.
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Das Koordinatensystem scheint 'günstig' gewählt; es werden folgende
Bedingungen erfüllt:
- Die drei aufeinander senkrecht stehenden Achsen des
Koordinatensystems sind die Symmetrieachsen des hyperbolischen
Paraboloids.
- Der gemeinsame Schnittpunkt der Koordinatenachsen liegt auf
dem hyperbolischen Paraboloid.
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Die beschriebene 'günstige Lage' des hyperbolischen Paraboloids bezeichnet man als
Normalform (dabei liegt der Koordinatenursprung auf dem hyperbolischen Paraboloid und die Symmetrieachsen entsprechen den Koordinatenachsen). Unter einem
hyperbolischen Paraboloid versteht man nun den geometrischen Ort aller Punkte, welche die Gleichung
erfüllen. Diese spezielle Fläche 2. Ordnung wird wegen ihrer charakteristischen Form auch als
Sattelfläche bezeichnet. Der Schnittpunkt der Koordinatenachsen heißt
Sattelpunkt.
In der Sammlung historischer mathematischer Modelle des Instituts für Mathematik der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sind folgende Modelle zu hyperbolischen Paraboloiden enthalten: