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Doppelgängige Schraube

Schüler Gymnasium,

Tags: Doppelgängige Schraube, Doppelhelix

 
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Maria-S

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10:00 Uhr, 21.05.2019

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Hallo, ich soll für eine Präsentation (Thema parametrisierte Kurven) die mathematische Beschreibung einer Doppelhelix (wie die der DNA) aufstellen. Ich weiß inzwischen, dass eine einfache Schraubenlinie so parametrisiert wird x=r⋅cos(t), y=r⋅sin(t), z=t. Ich habe leider keine Idee, wie die Beschreibung für so eine doppelgängige Schraube aussehen könnte, deshalb bin ich um jede Überlegung dankbar.

Lg

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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HAL9000

HAL9000

13:33 Uhr, 21.05.2019

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Ich würde hinsichtlich z noch einen Parameter einführen: Wenn wir mit h den Abstand zweier Windungen bezeichnen (in Richtung Schraubenachse gemessen, d.h. nicht etwa senkrecht zur Schraubenlinie gemessen), dann ist

x=rcos(t),y=rsin(t),z=h2πt.

Falls du da noch einen zweite Schraubenlinie "mittig" reinquetschst, dann fängt die bzgl. x,y gerade "gegenüber" an, während z bestehen bleibt, es ist somit

x=-rcos(t),y=-rsin(t),z=h2πt

für diese zweite Linie.

Maria-S

Maria-S aktiv_icon

13:45 Uhr, 21.05.2019

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Hey HAL9000,
hast du zu dieser Überlegung vielleicht eine Zeichnung?
Ich soll Grenzen meines erarbeiteten Modells aufzeigen, kann mir so aber keine vorstellen. Hast du evtl. eine Idee, wo Grenzen deiner Vorstellung x=−rcos(t),y=−rsin(t),z=h2πt sein könnten?

Ich habe nun wirklich keine Ahnung, aber könnten diese Angaben bei einer konkreten Beschreibung helfen?
Durchmesser 2,0 nm
Ganghöhe 3,4 nm
Helikale Windung 36°
Länge 2m

Lg
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Edddi

Edddi aktiv_icon

14:11 Uhr, 21.05.2019

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... ich hab's dir mal skizziert:

Helix
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HAL9000

HAL9000

14:40 Uhr, 21.05.2019

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Ok, bei "Ganghöhe" wäre zu klären, ob da der (vertikale) Abstand innerhalb EINER Schraubenlinie (das wäre h), oder aber der Abstand zur jeweils anderen Schraubenlinie (dann wäre es h2) gemeint ist.

"Helikale Windung" bezieht sich wohl speziell auf die DNA-Helix, und da auf den Winkelbereich, den ein solches Basenpaar auf der Schraubenlinie einnimmt. Scheint für die mathematische Doppelspirale eine irrelevante Information zu sein.

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ledum

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16:30 Uhr, 21.05.2019

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Hallo
besorg dir geogebra darin kannst du parametrisierte Kurven zeichnen, meine sind damit gemacht, das Programm ist sehr gut und frei., Die DNS ist auf einer"Doppelschraubenkurve, wie ich sie unten zeige, dazwischen sind "Stege" also Verbindungslinien. in der Zeichnung ist die sogenannte Ganghöhe der Schraubenlinie 4π, da ich z=2t geschrieben habe, wenn der Kreis von t?0 bis 2π, einmal rumgeht, steigt er um 2t also 4π, die Ganghöhe h ist also mit z=(at),h=a2π
die zweite Schraubenlinie fängt 180° bzw |π versetzt zu der ersten an
wie hoch die Schraube insgesamt komm liegt an den Grenzen für t, bei mir kommt sie mit t von 0 bis 4π2 Windungen hoch.
Gruß ledum

Bildschirmfoto 2019-05-21 um 16.16.56
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Maria-S

Maria-S aktiv_icon

19:41 Uhr, 21.05.2019

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Danke euch:-)
Werde mal versuchen es mit dem Programm zu machen!