Was sind Pentominos?
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Pentominos heißen die 12 Figuren, die man aus fünf
Quadraten bilden kann. Die Quadrate muss man so zusammenstellen, dass sie
mindestens eine Seite gemeinsam haben.
Wegen ihrer mehr oder weniger großen Ähnlichkeit
mit großen Buchstaben hat man sie nach ihnen benannt. |
Rechtecke bilden
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Das Grundproblem besteht darin, Rechtecke zu legen.
Vier Rechtecke sind möglich:
Es gibt 2339 Lösungen für das Rechteck 6x10, 2
Lösungen für 3x20, 368 Lösungen für 4x15 und 1010 Lösungen
für 5x12.
Man kann ein Rechteck 5x13 legen, wenn man ein Pentomino
ausspart. (5x13 = 65 = 60 + 5).
Neue Figuren bilden
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Außer Rechtecken kann man auch andere Figuren aus
Pentominos bilden. Man legt kein Muster fest und baut einfach drauf los.
Dann ist es relativ leicht, neue Figuren zu finden.
Es sind folgende Figuren entstanden.
Der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt.
Figuren mit Löchern
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Ein Quadrat mit den Maßen eines Schachbretts
8x8 lässt sich legen, wenn man 4 Löcher zulässt (8x8-4=60)
(Bild 1).
Daraus leiten sich neue Probleme ab:
>Rechtecke mit isolierten Löchern (Bild 2).
>Figuren mit möglichst vielen isolierten Löchern
(Bild 3). Es geht bis zu 13 Löchern. Dafür gibt es nur 2 Lösungen
(Buch 2).
Lösungen:
Vergrößerungsprobleme
top
Dreifache Pentominos:
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Ein einzelner Pentomino-Stein wird aus neun Steinen in
dreifacher Vergrößerung nachgelegt.
Drei Steine bleiben übrig. |
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Eine Erhöhung des Schwierigkeitsgrades besteht darin,
die betreffenden Pentominos nicht zu verwenden. |
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Man kann auch in einem dreifachen Pentomino ein Pentomino
aussparen und den Rest mit acht Pentominos ausfüllen.
Dann bleiben vier Pentominos übrig. |
Doppelte Pentominos:
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Einige kompakte Pentominos lassen sich mit vier Steinen
in doppelter Größe nachlegen. Dann bleiben acht Steine übrig. |
Ringe
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Man kann aus Pentominos Ringe legen, Brücken bauen
oder weitere ähnliche Figuren bilden, so dass möglichst viele
Quadrate eingeschlossen werden.
Belgische Schüler der Schule "TID" in Ronse mit ihrer
Lehrerin Odette de Meulemeester haben sich auf Probeme dieser Art
spezialisiert. (URL unten).
Noch einmal Rechtecketop
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Man kann Pentominos auch so legen, dass das Innere oder
der Rand ein Rechteck bilden.
Man kann auch beides erreichen. |
Links werden 84 Quadrate eingeschlossen, 90 ist maximal (Buch
6, nach Lunnon)
Vom Pentomino
zum Pentawürfel
top
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Pentominosteine sind meist nicht zweidimensional, sondern
sie werden aus Würfeln hergestellt und bilden dann ebene Pentawürfel.
Sie sind dann handlicher und ermöglichen neue Raum-Puzzles. |
Quader
aus Pentawürfel top
Das Grundproblem besteht darin, Quader zu legen.
Man kann drei Quader legen:
Lösungen:
Es gibt 3940 Lösungen für
3x4x5 , 264 Lösungen für 2x5x6 und 12 Lösungen für
2x3x10.
Große
Pentawürfel top
Man kann Pentominos in doppelter Größe und
in dreifacher Höhe bilden. Es folgt eine Lösung
für das T-Pentomino.
Anzahl aller Lösungen: W (0), X(0), F(1), T(3),
Y(7), U(10), I(12), V(21), Z(24), N(51), L(99), P(1082).
[S.W.Golomb, M. Verbakel, J.C.Bouwkamp (Buch 2)].
Weitere
Körper aus Pentawürfel top
Man kann aus den Pentominos neue
Körper bauen. Es folgt ein Beispiel, ein Turm mit einem Lichtschacht
in der Mitte.
Der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt.
Daten der Pentawürfel
top
Bedeutung der Zahlen:
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V Volumen, O Oberfläche, K Kantensumme
k Anzahl der Kanten, e Anzahl der Ecken, a Anzahl der
Seitenflächen |
Es gilt der Satz e + a - k = 2.
(Dank an 6c, 7a, 7c, 7d von 99/00)
Weitere Pentawürfel
stop
. .. |
Neben den ebenen Pentawürfeln gibt es 17 räumliche.
Fünf sind symmetrisch bzgl. einer Ebene(pink). Die übrigen treten
als Paare spiegelbildlicher Würfelkörper auf. Drei Paare enthalten
drei aufeinanderfolgende Würfel (hellblau), drei nicht (grün). |
Basteln von Pentominostop
Will man sich mit Pentominos beschäftigen,
muß man sie unbedingt bauen.
Im einfachsten Fall genügen Figuren aus Pappquadraten,
denn viele Probleme bleiben in einer Ebene.
Zur Herstellung dreidimensionaler
Pentominos zersägt man eine quadratische Holzstange, die man in jedem
Baumarkt erhält, zu Würfeln und leimt die Würfel entsprechend
zusammen.
Eine weitere Methode ist das Zusammenkleben
von Spielwürfeln. Man verwendet am besten Zweikomponentenkleber, da
dieser nicht sofort erhärtet und man dann in Ruhe die Würfel
zu Pentominos zusammensetzen kann.
Ein billige Methode ist die Herstellung
aus Papier. Man muß dazu zu jedem Pentomino ein Netz entwerfen, dann
die Körper falten und zusammenkleben.
Pentominos aus Kunststoff werden in Deutschland
unter dem Namen "Zwölfer-Puzzle" verkauft. Sie kosteten 19,50 DM (1996).
Hersteller ist "AMON A-Wien, Glasergasse 10. Dem Puzzle ist ein Heftchen
beigelegt, in dem 1000(!) Lösungen enthalten sind.
Pentominos im
Internet top
Deutsch
Andrew Clarke
Polyominoes
B.Berchtold
Pentominos
- Lösung 6x10 - Applet Online
Dr. Nagy László
Pentomino
HungarIQa
Das Element der Pentominos ist kein Quadrat mehr,
sondern ein Rhombus. Puzzle-Aufgaben mit jetzt 20 Pentominos
Edith Stein Schule
Pentominos
Wikipedia
Pentomino,
Polyomino
Englisch
Andrew Clarke
Polyominoes
(Tetrominoes, Pentominoes, Hexominoes, Heptominoes, Octominoes, Fixed (translation
only) Polyominoes, Links)
BIGLOBE HOME PAGE (Japanese)
Three
Cube Puzzle
c.w.ricken
play pentacubes online
David J. Eck
Pentomino
Solver(8x8 with 4 holes), Applet
Eithan Samara
Pentominoes-3D
Solver
Eric W. Weisstein (MathWorld)
Pentomino,
Polyomino
François Labelle
Unfolding
All 22 Pentominoes
Gerard's Home Page
Gerard's
Universal Polyomino Solver
Ken Zeltner
Pentomino
Fuzion Puzzles
Kevin Gong
The
Mathematics of Polyominoes
Michael Reid
Michael
Reid's polyomino page
Miroslav Vicher (Miroslav Vicher's Puzzles Pages)
Polyominoes
Snaffles home page
Pentomino
Relationships
Torsten Sillke
Tiling
and Packing results
Wikipedia
Pentomino,
Polyomino
Russisch
Leonid Mochalov [PUZZLES of LEONID MOCHALOV]
Puzzles
with Polyominoes
Referenzen
top
(1) Martin Gardner: Mathematical Puzzles & Diversions,
New York 1959
(2) bild der wissenschaft 7/1976
(3) Pieter van Delft, Jack Botermans: Denkspiele der
Welt, München 1980
(4) Martin Gardner: Bacons Geheimnis, Frankfurt a.M.
1986 (Polywürfel)
(5) R.Thiele, K.Haase: Der verzauberte Raum, Leipzig,
1991
(6) Jens Carstensen: Legespiele, MU26:2 1980 (Seite 5
bis 36)
(7) Solomon W.Golomb: Polyominoes, Princeton, New Jersey
1994 (ISBN0-691-08573-0)
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1999 Jürgen Köller
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