Mathematisch korrektes Frühstück

Es ist nicht schwer, einen Bagel in zwei gleiche Hälften zu schneiden, die wie zwei Glieder einer Kette verbunden sind.

Um zu beginnen, muss man sich vier wichtige Punkte vorstellen. Zentriere den Bagel im Ursprung und umkreise die Z-Achse.
A ist der höchste Punkt über der +X-Achse. B ist der Punkt, an dem die +Y-Achse in den Bagel eintritt.
C ist der niedrigste Punkt unterhalb der -X-Achse. D ist der Punkt, an dem die -Y-Achse aus dem Bagel austritt.

Diese Markierungen auf dem Bagel dienen nur zur Veranschaulichung der Geometrie
und der Punkte. Du brauchst nicht auf den Bagel zu schreiben, um ihn richtig zu schneiden.

Die Linie ABCDA, die glatt durch alle vier Schlüsselpunkte geht, ist die Schnittlinie.
Da sie um 360 Grad um die Z-Achse geht, geht sie auch um 360 Grad um den Bagel.

Die rote Linie ist wie die schwarze Linie, aber um 180 Grad gedreht (um Z oder durch das Loch).
Ein ideales Messer könnte auf der schwarzen Linie eintreten und genau gegenüber, auf der roten Linie, wieder austreten.
Aber in der Praxis ist es einfacher, sowohl auf der schwarzen als auch auf der roten Linie einzuschneiden.
Die Schneidefläche ist ein zweifach gedrehtes Mobiusband; sie hat zwei Seiten, eine für jede Hälfte.

Nach dem Schnitt können die beiden Hälften verschoben werden, sind aber immer noch miteinander verbunden, wobei jede durch
das Loch der anderen geht. (Wenn du also deine Bagels kaufst, wähle die mit den größten Löchern.)

Wenn du dir die Schlüsselpunkte und eine glatte Kurve, die sie verbindet, vorstellst, brauchst du
nicht auf den Bagel zu zeichnen. Hier werden die beiden Teile leicht auseinandergezogen.

Wenn dein Schnitt sauber ist, sind die beiden Hälften kongruent. Sie haben die gleiche Händigkeit.
(Sie können beide entgegengesetzt händisch machen, wenn Sie diese Anweisungen in einem Spiegel befolgen.)
Sie können sie im Toaster rösten, während sie miteinander verbunden sind, aber bewegen Sie sie alle
Minuten oder so, sonst werden einige Teile viel mehr kochen als andere, wie in dieser Hälfte zu sehen ist.

Es macht viel mehr Spaß, Frischkäse auf diese Bagels zu tun als auf einen normalen Bagel. Neben
der intellektuellen Anregung bekommt man mehr Frischkäse, weil die Oberfläche etwas größer ist.
Topologie-Problem: Ändern Sie den Schnitt so, dass die Schnittfläche ein einspuriges Mobiusband ist.
(Man kann immer noch Frischkäse in den Schnitt bekommen, aber er trennt sich nicht in zwei Teile.)
Berechnungsproblem: Wie groß ist das Verhältnis zwischen der Oberfläche dieses verbundenen Schnitts
und der Oberfläche der normalen ebenen Bagelscheibe?
Für zukünftige Forschung: Wie stellt man Mobius-Lachs her?

Anmerkung: Ich habe meine Schüler diese Aktivität in meinem Computer- und Bildhauerkurs durchführen lassen. Es ist sehr erfolgreich, wenn die Schüler in Paaren arbeiten, mit zwei Bagels pro Team. Für den ersten Bagel lasse ich sie die angegebenen Linien mit einem „Sharpie“ zeichnen. Dann können sie den zweiten Bagel ohne die Linien machen. (Wir lassen den Frischkäse weg.) Wenn man das gemacht hat, kann man die Steinmetzkunst von Keizo Ushio besser verstehen, der analoge Schnitte in Granit macht, um monumentale Skulpturen zu schaffen.

Nachtrag: Ich habe ein Video gemacht, das zeigt, wie man das macht.