MINT lernen

Achsensymmetrie

Faltkante, Locher und Landesflaggen: Wo steckt überall Achsensymmetrie — und wann machen die Farben einen Strich durch die Rechnung?

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Scherenschnitt für das Herbstfenster

AFB I–II

Für das Klassenfenster faltet Lina ein Blatt Tonpapier einmal in der Mitte. Auf das gefaltete Blatt zeichnet sie eine halbe Tanne, die an der Faltkante anliegt, und schneidet entlang dieser Linie aus. Danach faltet sie das Blatt wieder auf.

Linas gefaltetes Tonpapier (1 Kästchen = 1 cm)
Faltkante
Die violette Linie ist die Faltkante. Grün: die Fläche, die Lina ausschneidet.
  1. Gib an, welche Linie in der aufgefalteten Tanne die Symmetrieachse ist, und wie breit die Tanne an ihrer breitesten Stelle ist.
  2. Zeichne die aufgefaltete Tanne auf Karopapier und trage die Symmetrieachse ein.
  3. Mia faltet ihr Blatt zweimal: erst von oben nach unten, dann von links nach rechts. Mit dem Locher stanzt sie ein Loch, das keine Faltkante berührt. Begründe, dass das aufgefaltete Blatt vier Löcher hat, die zusammen ein Muster mit zwei Symmetrieachsen bilden.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Was passiert beim Aufklappen mit der Faltkante? Zähle die Kästchen an der breitesten Stelle der halben Tanne — und denk an die zweite Hälfte.
Hinweis zu Aufgabe b)
Übertrage zuerst jeden Eckpunkt: Er liegt auf der anderen Seite der Faltkante gleich weit entfernt. Verbinde danach die Punkte in derselben Reihenfolge.
Hinweis zu Aufgabe c)
Stell dir vor, wie viele Papierlagen der Locher durchstößt. Jede Faltkante wird beim Aufklappen zu einer Faltlinie im Blatt.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Die Faltkante wird zur Symmetrieachse: Beim Falten entlang dieser Linie liegen beide Hälften genau aufeinander, weil sie gemeinsam ausgeschnitten wurden. Die halbe Tanne ist unten (auf Höhe von 2 cm) 4 Kästchen breit, die ganze Tanne also 2 · 4 cm = 8 cm.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Jeder Eckpunkt wird an der Faltkante gespiegelt: gleicher Abstand, andere Seite. Die Spitze und die Punkte auf der Faltkante bleiben liegen. Die Tanne hat eine senkrechte Symmetrieachse.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Nach zweimaligem Falten liegen vier Lagen übereinander, der Locher stanzt also 4 Löcher. Jede Faltkante wird zur Symmetrieachse: Die erste (waagerechte) Faltlinie spiegelt die oberen Löcher auf die unteren, die zweite (senkrechte) die linken auf die rechten. Das Lochmuster hat deshalb (mindestens) zwei Symmetrieachsen — die beiden Faltlinien.

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Flaggen beim Sportfest

AFB II–III

Beim Sportfest der Schule hängen Flaggen verschiedener Länder. Die Klasse 5b untersucht ihre Symmetrieachsen. Achtung: Eine Gerade zählt nur dann als Symmetrieachse, wenn beim Falten auch die Farben genau aufeinanderpassen.

Flaggen beim Sportfest (vereinfacht)
A ÖsterreichB DeutschlandC SchweizD JapanE Dänemark
Die Flaggen sind vereinfacht gezeichnet; Seitenverhältnisse und Farben wie im Bild.
  1. Bestimme für die Flaggen A bis D jeweils die Anzahl der Symmetrieachsen.
  2. Erkläre, warum Flagge B nur eine Symmetrieachse hat, obwohl ein Rechteck zwei Symmetrieachsen hat.
  3. Tom behauptet: „Jede Flagge mit einem Kreuz hat mindestens zwei Symmetrieachsen.“ Nimm Stellung zu Toms Aussage. Nutze dabei die Flaggen C und E.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Prüfe bei jeder Flagge senkrecht, waagerecht und — bei quadratischen Flaggen — auch die Diagonalen. Frage dich jedes Mal: Fällt beim Falten Rot auf Rot und Weiß auf Weiß?
Hinweis zu Aufgabe b)
Falte in Gedanken waagerecht durch die Mitte. Welche Farbe landet auf welcher?
Hinweis zu Aufgabe c)
Ein einziges Gegenbeispiel reicht, um eine Behauptung zu widerlegen. Wo genau liegt das Kreuz bei Flagge E?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

A Österreich: 2 Achsen (senkrecht und waagerecht, Rot fällt auf Rot). B Deutschland: 1 Achse (senkrecht). C Schweiz: 4 Achsen — die quadratische Flagge mit dem mittigen Kreuz passt an beiden Mittellinien und an beiden Diagonalen. D Japan: 2 Achsen (senkrecht und waagerecht durch den Kreismittelpunkt); die Diagonalen sind keine Achsen, weil die Flagge kein Quadrat ist.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Der Umriss (Rechteck) hätte zwei Achsen. Faltet man aber waagerecht durch die Mitte, fällt der schwarze Streifen auf den goldenen — die Farben passen nicht. Nur die senkrechte Achse bringt jeden Streifen auf sich selbst. Symmetrie muss für die ganze Figur gelten, also auch für Farben und Muster.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Die Aussage ist falsch. Flagge C hat zwar sogar 4 Achsen, weil ihr Kreuz genau in der Mitte liegt. Bei Flagge E (Dänemark) ist der senkrechte Balken nach links verschoben: Beim senkrechten Falten fällt er nicht auf sich selbst. Übrig bleibt nur die waagerechte Achse, also genau eine. Ein Gegenbeispiel genügt, um Toms Behauptung zu widerlegen. Vollständig ist die Antwort, wenn das Urteil mit Flagge E als Gegenbeispiel begründet wird.