Mathematisch correct ontbijt

Het is niet moeilijk om een bagel in twee gelijke helften te snijden die als twee schakels van een ketting met elkaar verbonden zijn.

Om te beginnen, moet je vier belangrijke punten visualiseren. Centreer de bagel op de oorsprong en draai om de Z-as.
A is het hoogste punt boven de +X-as. B is waar de +Y-as de bagel binnenkomt.
C is het laagste punt onder de -X-as. D is het punt waar de -Y-as de bagel verlaat.

De markeringen op de bagel zijn alleen bedoeld om de geometrie
en de punten
te helpen visualiseren. Je hoeft niet echt op de bagel te schrijven om hem goed te snijden.

De lijn ABCDA, die vloeiend door alle vier de kernpunten gaat, is de snijlijn.
Zoals deze 360 graden om de Z-as gaat, gaat deze ook 360 graden om de bagel.

De rode lijn is als de zwarte lijn, maar is 180 graden gedraaid (om Z of door het gat).
Een ideaal mes zou op de zwarte lijn naar binnen kunnen gaan en precies omgekeerd, op de rode lijn, naar buiten komen.
Maar in de praktijk is het gemakkelijker om zowel op de zwarte lijn als op de rode lijn halverwege in te snijden.
Het snijvlak is een Mobius-strip met twee draaiingen; het heeft twee zijden, een voor elke helft.

Nadat de twee helften zijn doorgesneden, kunnen ze worden bewogen maar zijn ze nog steeds met elkaar verbonden, waarbij ze elk door
het gat van de ander gaan. (Dus als u bagels koopt, kies er dan een met de grootste gaten.)

Als u de belangrijkste punten en een vloeiende kromme die ze verbindt in beeld brengt, hoeft u
niet op de bagel te tekenen. Hier worden de twee delen iets uit elkaar getrokken.

Als uw snede netjes is, zijn de twee helften congruent. Ze zijn even handvast.
(Je kunt ze allebei tegengesteld handvast maken als je deze instructies in een spiegel volgt.)
Je kunt ze in een broodrooster roosteren terwijl ze aan elkaar vastzitten, maar beweeg ze dan wel om de
minuut of zo, anders worden sommige delen veel gaarder dan andere, zoals op deze helft te zien is.

Het is veel leuker om roomkaas op deze bagels te smeren dan op een gewone bagel. Naast
de intellectuele stimulans krijg je meer roomkaas, omdat er iets meer oppervlak is.
Topologieprobleem: Pas de snede aan zodat het snijoppervlak een Mobius-strip is met één draai.
(Je kunt nog steeds roomkaas in de snede krijgen, maar het scheidt niet in twee delen.)
Berekeningsprobleem: Wat is de verhouding van het oppervlak van deze gekoppelde snede
tot het oppervlak van de gebruikelijke vlakke bagelplak?
Voor toekomstig onderzoek: Hoe maak je Mobius lox…

Note: Ik heb mijn leerlingen deze activiteit laten doen in mijn computer- en beeldhouwles. Het is een groot succes als de leerlingen in tweetallen werken, met twee bagels per team. Voor de eerste bagel laat ik ze de aangegeven lijnen tekenen met een “sharpie”. Daarna mogen ze de tweede bagel doen zonder de lijnen. (We laten het smeersel met roomkaas weg.) Als je dit gedaan hebt, kun je het steenhouwen van Keizo Ushio beter waarderen, die analoge sneden in graniet maakt om monumentale beeldhouwwerken te maken.

Aanvulling: ik heb een video gemaakt waarin ik laat zien hoe je dit moet doen.