Colazione matematicamente corretta

Non è difficile tagliare un bagel in due metà uguali che sono collegate come due anelli di una catena.

Per iniziare, devi visualizzare quattro punti chiave. Centrare il bagel all’origine, girando intorno all’asse Z.
A è il punto più alto sopra l’asse +X. B è dove l’asse +Y entra nel bagel.
C è il punto più basso sotto l’asse -X. D è dove l’asse -Y esce dal bagel.

Questi segni di pennarello sul bagel sono solo per aiutare a visualizzare la geometria
e i punti. Non c’è bisogno di scrivere sul panino per tagliarlo correttamente.

La linea ABCDA, che passa dolcemente attraverso tutti e quattro i punti chiave, è la linea di taglio.
Come va a 360 gradi intorno all’asse Z, va anche a 360 gradi intorno al bagel.

La linea rossa è come la linea nera ma è ruotata di 180 gradi (intorno a Z o attraverso il foro).
Un coltello ideale potrebbe entrare sulla linea nera e uscire esattamente all’opposto, sulla linea rossa.
Ma in pratica, è più facile tagliare a metà sia sulla linea nera che su quella rossa.
La superficie di taglio è un nastro di Mobius a due torsioni; ha due lati, uno per ogni metà.

Dopo essere state tagliate, le due metà possono essere spostate ma sono ancora legate insieme, ciascuna passando attraverso
il foro dell’altra. (Quindi, quando compri i tuoi bagel, scegli quelli con i fori più grandi.)

Se visualizzi i punti chiave e una curva liscia che li collega, non hai
bisogno di disegnare sul bagel. Qui le due parti sono leggermente separate.

Se il tuo taglio è netto, le due metà sono congruenti. Sono della stessa mano.
(Puoi fare in modo che siano entrambe della mano opposta se segui queste istruzioni in uno specchio.)
Puoi tostarle in un forno tostapane mentre sono legate insieme, ma muovile ogni
minuto circa, altrimenti alcune parti si cuoceranno molto più di altre, come mostrato in questa metà.

È molto più divertente mettere la crema di formaggio su questi bagel che su un bagel normale. Oltre alla
stimolazione intellettuale, si ottiene più crema di formaggio, perché c’è un po’ più di superficie.
Problema di topologia: modificare il taglio in modo che la superficie di taglio sia un nastro di Mobius a una torsione.
(Puoi ancora far entrare la crema di formaggio nel taglio, ma non si separa in due parti.)
Problema di calcolo: Qual è il rapporto tra la superficie di questo taglio collegato
e la superficie della solita fetta di bagel planare?
Per ricerche future: Come fare il Mobius lox…

Nota: Ho fatto fare questa attività ai miei studenti nella mia classe di Computer e Scultura. Ha molto successo se gli studenti lavorano in coppia, con due bagel per squadra. Per il primo bagel, gli faccio disegnare le linee indicate con un “pennarello”. Poi possono fare il secondo bagel senza le linee. (Dopo aver fatto questo, si può apprezzare meglio la scultura in pietra di Keizo Ushio, che fa tagli analoghi nel granito per produrre sculture monumentali.

Addendum: ho fatto un video che mostra come fare questo.