Mathematik

Würfelnetz erkennen, prüfen und richtig falten

Würfelnetz erkennen, prüfen und richtig falten
Würfelnetz erkennen, prüfen und richtig falten
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Ein Würfelnetz ist eine ebene Anordnung aus sechs gleich großen, verbundenen Quadraten. Es ist nur dann gültig, wenn du daraus einen Würfel ohne Lücke und ohne überlappende Flächen falten kannst.

Deine Lernziele

Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!

Woran erkennst du ein Würfelnetz?

Ein Würfel besitzt sechs gleich große quadratische Flächen. Beim Aufklappen liegen diese Flächen in einer Ebene und bleiben an einigen Kanten miteinander verbunden.

Definition

Würfelnetz

Ein Würfelnetz besteht aus genau sechs gleich großen Quadraten. Die Quadrate sind über Quadratseiten verbunden und so angeordnet, dass sie sich zu einem Würfel zusammenfalten lassen.

Die Zahl sechs allein genügt also nicht. Auch sechs verbundene Quadrate können so liegen, dass sich beim Falten Flächen überdecken oder eine Stelle des Würfels offen bleibt.

Merke

Ein Würfelnetz ist ein Bauplan: sechs passende Quadrate, verbunden und richtig angeordnet.

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Frage 1 von 1LeichtWelche Beschreibung trifft auf jedes Würfelnetz zu?
Lösung: Es besteht aus sechs gleich großen, verbundenen Quadraten und lässt sich ohne Lücke oder Überlappung zum Würfel falten. — Die sechs Flächen eines Würfels sind gleich große Quadrate. Erst eine passende Anordnung macht daraus ein Würfelnetz.
Wie prüfst du eine Anordnung?

Du kannst ein mögliches Würfelnetz mit Material oder im Kopf prüfen.

  1. Zähle die Quadrate: Es müssen genau sechs sein.
  2. Prüfe ihre Form und Größe: Alle müssen gleich große Quadrate sein.
  3. Prüfe die Verbindung: Die Figur muss zusammenhängen.
  4. Falte die Quadrate gedanklich an ihren gemeinsamen Seiten hoch.
  5. Achte darauf, ob jede Würfelfläche genau einmal besetzt wird.
  6. Wenn du unsicher bist, zeichne die Figur auf Karopapier, schneide sie aus und falte sie wirklich.
Beispiel

Stell dir vier Quadrate in einer Reihe vor: A–B–C–D. Ein Quadrat E liegt direkt über B, ein Quadrat F direkt unter B.

Beim Falten kann B die Vorderfläche bilden. A wird zur linken, C zur rechten, E zur oberen und F zur unteren Fläche. D schließt den Würfel hinten. Die sechs Flächen schließen ohne Überlappung: Die Anordnung ist ein Würfelnetz.

Ein Rechteck aus zwei Reihen mit je drei Quadraten besteht zwar ebenfalls aus sechs verbundenen Quadraten. Beim Hochfalten würden jedoch Flächen dieselbe Stelle einnehmen. Es ist deshalb kein Würfelnetz.

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Frage 1 von 1MittelEine Figur besteht aus sechs gleich großen, verbundenen Quadraten. Was musst du zusätzlich prüfen?
Lösung: Ob sich die Quadrate ohne Lücke und Überlappung zu einem Würfel falten lassen. — Erst das gedankliche oder wirkliche Falten zeigt sicher, ob die Anordnung einen geschlossenen Würfel ergibt.
Wann sind zwei Zeichnungen dasselbe Netz?

Du kannst eine Zeichnung auf dem Papier drehen oder spiegeln. Ihre Lage verändert sich dabei, aber die Verbindungen zwischen den Quadraten bleiben gleich.

Zwei Netze sind deckungsgleich, wenn du sie durch Drehen, Verschieben oder Spiegeln zur Deckung bringen kannst. Sie zählen dann nicht als verschiedene Netztypen.

Unter dieser Regel gibt es genau elf verschiedene Würfelnetze. Findest du mehr als elf faltbare Zeichnungen, sind einige davon gedrehte oder gespiegelte Doppelungen.

Beispiel

Ein Netz zeigt eine Reihe aus vier Quadraten mit zwei weiteren Quadraten an passenden Seiten. Drehst du das ganze Blatt um eine Vierteldrehung, sieht die Reihe senkrecht aus. Es bleibt trotzdem dasselbe Würfelnetz, weil keine Verbindung verändert wurde.

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Frage 1 von 1MittelMia dreht eine vollständige Netzzeichnung um 90 Grad. Was entsteht?
Lösung: Dasselbe Würfelnetz in einer anderen Lage. — Für den Netztyp zählt, welche Quadrate miteinander verbunden sind. Die Richtung auf dem Blatt ist unwichtig.
Welche Flächen liegen sich gegenüber?

Gegenüberliegende Würfelflächen teilen keine Kante. Im flachen Netz ist das oft nicht sofort sichtbar. Falte deshalb von einer gewählten Grundfläche aus Schritt für Schritt im Kopf.

Nutze wieder das Netz A–B–C–D mit E über B und F unter B:

  • B wird die Vorderfläche und D die Rückfläche. Daher liegen B und D einander gegenüber.
  • A wird die linke und C die rechte Fläche. Daher liegen A und C einander gegenüber.
  • E wird die obere und F die untere Fläche. Daher liegen E und F einander gegenüber.
Merke

Lege zuerst eine Fläche fest. Falte ihre Nachbarflächen gedanklich hoch und bestimme erst danach die gegenüberliegenden Paare.

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Frage 1 von 2MittelIm beschriebenen Netz liegt A links von B und C rechts von B. Welche Fläche liegt A nach dem Falten gegenüber?
Lösung: C — Beim Falten wird A zur linken und C zur rechten Würfelfläche. Diese beiden Flächen liegen sich gegenüber.
Frage 2 von 2SchwerAuf E soll ein Stern stehen. Auf welcher Fläche muss ein zweites Zeichen stehen, wenn beide Zeichen einander gegenüberliegen sollen?
Lösung: F — E wird zur oberen und F zur unteren Fläche. Deshalb bilden E und F ein Gegenüber-Paar.
Karteikasten
Karteikasten

Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.

Alles auf einen Blick
Mindmap
  • Würfelnetz
    • Aufbau
      • sechs gleich große Quadrate
      • zusammenhängende Anordnung
    • Prüfung
      • gedanklich falten
      • bei Bedarf ausschneiden und falten
      • keine Lücke oder Überlappung
    • Vergleich
      • Drehung zählt nicht neu
      • Spiegelung zählt nicht neu
      • elf verschiedene Netztypen
    • Flächenlage
      • Nachbarflächen teilen eine Kante
      • Gegenüberflächen durch Falten bestimmen
Abschluss-Check
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Frage 1 von 3LeichtWelche Bedingung gehört zwingend zu einem Würfelnetz?
Lösung: Es lässt sich zu einem geschlossenen Würfel ohne überlappende Flächen falten. — Ein Würfelnetz wird durch Aufbau und Faltbarkeit bestimmt, nicht durch seine Lage oder eine bestimmte Buchstabenform.
Frage 2 von 3MittelDu findest zwölf faltbare Zeichnungen. Was solltest du als Nächstes untersuchen?
Lösung: Ob zwei Zeichnungen nur gedrehte oder gespiegelte Varianten desselben Netzes sind. — Es gibt elf verschiedene Netztypen. Eine größere Sammlung enthält daher mindestens eine Doppelung durch Drehung oder Spiegelung.
Frage 3 von 3SchwerIm Netz A–B–C–D liegt E über B und F unter B. Welche vollständige Zuordnung der Gegenüber-Paare stimmt?
Lösung: A und C, B und D, E und F — Faltest du B als Vorderfläche, entstehen D als Rückfläche, A und C als linke und rechte Fläche sowie E und F als obere und untere Fläche.

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