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Kegel (Geometrie) Artikel
In der Geometrie ist ein Kegel ein Körper, der durch eine Kreisfläche, umschlossen vom Basiskreis, und einen Punkt, der Spitze, begrenzt ist. Dabei liegt die Spitze nicht in der gleichen Ebene wie die Kreisfläche.
Umgangssprachlich und in der Technik wird für kegelförmige bzw. kegelstumpfförmige Objekte das lateinische Wort Konus benutzt mit dem zugehörigen Merkmalswort konisch.
Die Gerade, auf welcher der Mittelpunkt des Basiskreises und die Spitze liegen, bezeichnet man die Achse des Kegels. Der Mantel ist jener Teil der Oberfläche, der nicht durch den Basiskreis gebildet wird. Die Ebene, in der der Basiskreis liegt, heißt Basisebene (oder Basiskreisebene). Als Höhe (h) des Kegels wird der Normalabstand von der Basiskreisebene und der Spitze genannt. Unter Radius (r) des Kegels versteht man normalerweise den Radius des Basiskreises. Steht die Achse senkrecht auf die Basisebene, spricht man von einem geraden Kegel oder Drehkegel, ansonsten von einem schiefen Kegel. Bei einem Drehkegel werden die Verbindungslinien von Basiskreis zur Spitze Erzeugende genannt (m), da sie den Mantel "erzeugen". Der Winkel zwischen Erzeugenden und Achse eines Drehkegels heißt Öffnungswinkel (φ).
==Formeln=={|
|Volumen:
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|- valign="top"
|Oberfläche:
des Mantels
eines Drehkegels:
| , wobei s die Länge der Erzeugenden ist.
|}
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Ein beliebter Beweis mit Hilfe der Integration
Die Gerade aus der Zeichnung ist so definiert (Geradengleichung):
Man lässt den Körper nun an der x-Achse rotieren:
-
Nun bestimmt man das Integral
und kommt zur bekannten Formel
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Ein Doppelkegel entsteht als Rotationsfläche einer Geraden um eine sie nicht rechtwinkelig schneidende Achse. Es entstehen zwei Drehkegel mit dem gleichen Öffnungswinkel und einer gemeinsamen Achse, die sich in der Spitze berühren. Schneidet man einen solchen unendlichen Doppelkegel mit einer Ebene, entstehen die so genannten Kegelschnitte: Kreis, Ellipse, Parabel und Hyperbel
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Man verallgemeinert das Merkmal des (unendlichen) Kegels, aus Strahlen mit gemeinsamem Anfangspunkt zu bestehen, zu kegelförmigen Mengen, zu denen dann z.B. auch eine unendlich hohe Pyramide gehört. Besonderes Interesse gilt dabei den konvexen Kegeln, die in der linearen Optimierung eine Rolle spielen.
Verwandtes Thema: Kegelstumpf
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