Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Geometrie: Rationale Tetraeder

Wie viele Tetraeder gibt es, deren Flächen rationale Winkel einschließen? Nach jahrzehntelanger Suche ist es vier Mathematikern nun gelungen, dieses hartnäckige Rätsel zu lösen.
Tetraeder

In der Antike faszinierte das Tetraeder Gelehrte wie Platon und Aristoteles. Auch heute noch birgt die einfache geometrische Figur einige Geheimnisse. In einer im November 2020 veröffentlichten Arbeit konnten Alexander Kolpakov von der Université de Neuchâtel in der Schweiz, Bjorn Poonen vom Massachusetts Institute of Technology, Michael Rubinstein von der University of Waterloo und Kiran Kedlaya von der University of California San Diego nun alle Tetraeder identifizieren, deren Flächen rationale Winkel einschließen. Damit haben die Forscher nach jahrzehntelanger Suche ein weiteres Rätsel der simplen Figur gelöst.

Ein Tetraeder besteht aus vier dreieckigen Flächen, die eine Pyramide bilden. Die Flächen treffen unter sechs Winkeln aufeinander. Die neue Arbeit klassifiziert alle möglichen Objekte, für die alle sechs Flächenwinkel rational sind, das heißt, jeder lässt sich als eine Bruchzahl mal Pi darstellen. Demnach gibt es 59 verschiedene sowie zwei unendliche Familien von Tetraedern, die diese Bedingung erfüllen.

Bereits in den 1990er Jahren haben Mathematiker diese Auswahl an Figuren mit der Unterstützung von Computern entdeckt. Allerdings war bis zur kürzlich erschienenen Arbeit nicht klar, ob das wirklich alle rationalen Tetraeder sind oder ob es weitere gibt …

Kennen Sie schon …

Spektrum MINT – Rechnen mit Zukunft

Die neue Ausgabe »Spektrum MINT« mit diesen Themen: der Einfluss von Mathematik auf alle Lebensbereiche und die Industrie, E-Autos als Energiespeicher zur Unterstützung der Stromnetze, wie KI zukünftig unsere Arbeitswelt beeinflussen wird und die Renaturierung unserer Meere mit Weltraumtechnik.

Spektrum - Die Woche – Wenn KI der Mathematik den Takt vorgibt

Von Menschen erdachte Beweise und Argumente mit KI zu überprüfen, könnte Forschenden viel Zeit sparen. Jetzt wurde eine Lösung vorgestellt – die Fachwelt bleibt skeptisch. Außerdem: Neuseeländische Eulenpapageien, die Bibel der Psychiatrie und ein Alpensee offenbart Jahrtausende alte Geschichte.

Spektrum - Die Woche – »Wir können nur erahnen, was genau vor sich geht«

Statt von menschlichen Texten lernt KI inzwischen von KI generierten Daten. Warum das für Experten als eigentlicher Durchbruch gilt und was das für die neue KI-Ära bedeutet. Plus: Terminale Luzidität, CPT‑Symmetrie des Universums und das Comeback der Schreibschrift. Das und mehr in »Die Woche«.

  • Quellen

Conway, J., Jones, A.: Trigonometric diophantine equations (On vanishing sums of roots of unity). Acta Arithmetica 30, 1976

Kedlaya, K. S. et al.: Space vectors forming rational angles. ArXiv 2011.14232, 2020

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.