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[[Datei:Regular polygon 7 annotated.svg|rahmenlos|rechts|hochkant=1.3|Regelmäßiges Siebeneck]]
Das '''Siebeneck''' (auch '''Heptagon'''; von {{grcS|ἑπτάγωνος|heptágōnos|de=siebeneckig}}, gebildet aus {{lang|grc|ἑπτά|heptá|de=sieben}}, und {{lang|grc|γωνία|gōnía|de=Winkel, Ecke}})<ref>{{Literatur |Autor=[[Wilhelm Pape]], Max Sengebusch (Bearb.) |Titel=Handwörterbuch der griechischen Sprache |Auflage=3. Auflage, 6. Abdruck |Verlag=Vieweg & Sohn |Ort=Braunschweig |Datum=1914 |Online=http://www.zeno.org/Pape-1880/A/%E1%BC%91%CF%80%CF%84%CE%AC-%CE%B3%CF%89%CE%BD%CE%BF%CF%82 |Abruf=2024-07-02 }}</ref> ist eine [[geometrische Figur]]. Es gehört zur Gruppe der ''Vielecke'' ([[Polygon]]e). Es ist definiert durch sieben [[Punkt (Geometrie)|Punkte]]. Sofern nichts anderes gesagt wird, ist von einem ebenen, regelmäßigen Siebeneck die Rede (siehe Bild), dessen sieben Seiten gleich lang sind und dessen sieben Eckpunkte auf einem gemeinsamen Umkreis liegen.
Das regelmäßige Siebeneck ist nach [[Carl Friedrich Gauß]] und [[Pierre-Laurent Wantzel]] kein [[Konstruierbares Polygon#Kriterium für Konstruierbarkeit|konstruierbares Polygon]], denn seine Seitenanzahl <math>n = 7</math> ist kein Produkt einer [[Potenz (Mathematik)#Spezielle Potenzen|Zweierpotenz]] mit paarweise voneinander verschiedenen [[Fermat-Zahl|Fermatschen Primzahlen]].

== Mathematische Zusammenhänge ==
=== Formel für Winkelberechnungen ===
Der [[Kreiswinkel|Zentriwinkel]] oder Mittelpunktswinkel <math>\mu</math> wird von zwei benachbarten Umkreisradien <math>r</math> eingeschlossen. Nach einer allgemeinen Formel gilt:
:<math>\mu = \frac {360^\circ}{n} = \frac {360^\circ}{7} = \frac{2}{7} \cdot 180^\circ = 51{,}\overline{428571}^\circ</math>
Die [[Winkelsumme|Summe der Innenwinkel]] des Siebenecks beträgt stets 900° und ergibt sich aus einer allgemeinen Formel für Polygone, in der für die Variable <math>n</math> die Anzahl der Eckpunkte des Polygons eingesetzt werden muss (in diesem Fall: <math>n = 7</math>):
: <math> \sum \alpha = (n - 2) \cdot 180^\circ = 5 \cdot 180^\circ = 900^\circ</math>
Der Winkel, den zwei benachbarte Seitenkanten im ebenen, regelmäßigen Siebeneck miteinander einschließen, beträgt (wiederum nach einer allgemeinen Formel für regelmäßige Polygone):
: <math> \alpha = \frac{(n - 2)}{n} \cdot 180^\circ = \frac{5}{7} \cdot 180^\circ = 128{,}\overline{571428}^\circ</math>

=== Formel für die Fläche A ===
Ein Siebeneck besitzt einen eindeutig bestimmbaren Flächeninhalt, welcher sich stets durch Zerlegen in Dreiecke berechnen lässt. Die Fläche des regelmäßigen Siebenecks beträgt das Siebenfache der Fläche eines jener Dreiecke, die von seinem Mittelpunkt und je zwei benachbarten Eckpunkten aufgespannt werden.

: <math> A = \frac{7}{4} \cdot s^2 \cdot \tan{\frac{450^\circ}{7}} \approx 3{,}63391 \cdot s^2 </math>

oder mit dem Umkreisradius:

: <math> A = \frac{7}{2} \cdot r^2 \cdot \sin{\frac{360^\circ}{7}} \approx 2{,}73641 \cdot r^2 </math>

=== Formel für die Seitenlänge s ===
:<math>s = 2 \cdot r \cdot \sin{\frac{180^\circ}{7}} = r \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}\sec\left[\frac{1}{3}\arctan\left(\frac{\sqrt{3}}{9}\right)\right] \approx r \cdot 0{,}867767478235 </math>

== Näherungskonstruktionen ==
Wie bereits eingangs begründet kann das Siebeneck nicht allein mit [[Konstruktion mit Zirkel und Lineal|Zirkel und Lineal exakt konstruiert]] werden. Für die Praxis gibt es einige ausreichend genaue Näherungskonstruktionen. Dabei geht es darum, eine Strecke zu erhalten, welche möglichst genau das 0,86776747823-Fache eines gegebenen Radius ist.

=== Konstruktion nach Dürer ===
[[Datei:Heptagon construction 1.svg|mini|300px|Konstruktion eines Siebenecks]]

Eine sehr einfache Näherungskonstruktion, auch bekannt aus Konstruktionen zu regelmäßigen Vielecken von [[Albrecht Dürer]]<ref>{{Literatur |Autor=[[Helmuth Gericke]] |Titel=Mathematik im Abendland |TitelErg=Von den römischen Feldmessern bis zu Descartes |Verlag=Springer |Ort=Berlin/Heidelberg/New York |Datum=1990 |ISBN=3-642-74793-0 |Kapitel=3.1.2.2. Albrecht Dürer: ''Vnterweysung der messung'' |Seiten=190–191 |Fundstelle=Seite des Siebenecks, Abb. 3.26. |Kommentar=Weiteres im Inhaltsverzeichnis S. 351 |Online={{Google Buch |BuchID=1AiuBgAAQBAJ |Seite=PA190 |Hervorhebung=Dürer Siebeneck |Linktext=Vorschau}} |Abruf=2019-05-18 |DOI=10.1007/978-3-642-74793-9 |URN=nbn:de:1111-20111119809}}</ref>, ist in folgender Zeichnung dargestellt:
# Vom Mittelpunkt des Umkreises zeichnet man eine Gerade, die den Umkreis im Punkt <math>X</math> schneidet.
# Dann zeichnet man einen Kreis um <math>X</math>, der durch <math>M</math> verläuft und den Umkreis in den Punkten <math>A</math> und <math>Y</math> schneidet.
# Die Gerade <math>AY</math> schneidet die Strecke <math>\overline{MX}</math> im Halbierungspunkt <math>H</math>.
# Die rote Strecke <math>\overline{AH}</math> ist eine gute Näherung für die Seitenlänge des Siebenecks.
# Die Eckpunkte <math>B</math> bis <math>G</math> erhält man durch Abschlagen der Strecke <math>\overline{AH}</math>.

Genau dieselbe Streckenlänge lässt sich folgendermaßen konstruieren:

# Konstruiere das dem Umkreis einbeschriebene regelmäßige (gleichseitige) Dreieck.
# Die Hälfte einer Dreiecksseite nimm als Näherung für die Seite des Siebenecks.

In dieser Form war sie bereits dem im 10. Jahrhundert in Bagdad wirkenden Gelehrten [[Abu l-Wafa]] bekannt.<ref>[[Christoph Scriba|Christoph J. Scriba]], [[Peter Schreiber (Mathematiker)|Peter Schreiber]]: ''5000 Jahre Geometrie.'' Geschichte, Kulturen, Menschen. 2. Auflage. Springer, Berlin/Heidelberg/New York 2005, ISBN 3-540-22471-8.</ref>

Aus dem rechtwinkligen Dreieck AHM errechnet sich:

:<math>\overline{AH} = \sqrt{ \overline{MA}^2 - \overline{MH}^2 \;}</math>

Mit

:<math>\overline{MA} = r</math> ; <math>\overline{MH} = \tfrac{1}{2}r</math> und <math>\overline{AH} := s</math>

:<math> s = \sqrt{ r^2 - \left(\tfrac{1}{2} r \right)^2 \;}</math>

:<math> s = r \cdot \sqrt{ 1 - \left(\tfrac{1}{2} \right)^2 \;}</math>

:<math> s = r \cdot \tfrac{\sqrt3 }{2} \approx r \cdot 0{,}8660254 </math>

Bei dieser Konstruktion beträgt der relative Fehler

:<math> f = \frac{0{,}8660254 - 0{,}8677675}{0{,}8677675} \approx - 0{,}002 </math>

Die mit dieser Konstruktion gewonnene Seitenlänge ist etwas zu kurz und beträgt 99,8 Prozent des wahren Wertes. Oder anders formuliert: Bei einem Umkreisradius von ungefähr 57,4 cm beträgt der Fehler in der Seitenlänge einen Millimeter.

=== Mittels Koordinatensystem ===
Eine etwas aufwendigere, aber genauere Näherungskonstruktion ist in folgender Zeichnung dargestellt:

[[Datei:Siebeneck Konstruktion2.jpg|mini|350px|Alternative Konstruktion eines Siebenecks]]

# In einem rechtwinkeligen [[Koordinatensystem]] zeichnet man einen Kreis, der seinen Mittelpunkt im Ursprung <math>(0/0)</math> hat und genau durch den Punkt <math>P</math> mit den Koordinaten <math>(2/4)</math> verläuft.
# Der Schnittpunkt der positiven <math>y</math>-Achse mit der Kreislinie wird als Eckpunkt <math>A</math> des regelmäßigen Siebenecks festgelegt.
# Die Gerade <math>y = -1</math> (grüne Linie) schneidet die Kreislinie in unmittelbarer Nähe der Eckpunkte <math>C</math> und <math>F</math>.
# Wenn man die [[Streckensymmetrale]] der Strecke <math>AC</math> mit dem Kreis schneidet, erhält man eine Näherung für den Eckpunkt <math>B</math>.
# Die rote Strecke <math>\overline{AB}</math> oder <math>\overline{BC}</math> ist eine sehr gute Näherung für die Seitenlänge des regelmäßigen Siebenecks.
# Die Eckpunkte <math>D</math>, <math>E</math> und <math>G</math> erhält man durch Spiegelung oder Abschlagen der Seitenlänge am Umkreis.

Bezeichnet man den Umkreisradius mit <math>r</math>, den Abstand der <math>\overline{FC}</math> von <math>M</math> mit <math>h</math> und substituiert <math> q = \frac{h}{r}</math>, so ergibt sich bei dieser Konstruktion:

:(1) <math>\overline{AB} = r \cdot \sqrt{2 - \sqrt{2} \cdot \sqrt{1- q }}</math>,

und mit den Werten

:(2) <math> r = \sqrt{20} ; h = 1 ; q = \frac{1}{\sqrt{20}}</math>

ergibt sich:

:(3) <math>\overline{AB} = r \cdot \sqrt{2 - \sqrt{2} \cdot \sqrt{1- \tfrac{1}{\sqrt{20}} }}</math>

:(4) <math>\overline{AB} = r \cdot \sqrt{2 - \sqrt{2- \tfrac{1}{\sqrt{5}} }}</math>

:(4a) <math>\overline{AB} \approx r \cdot 0{,}868269253 </math>

Die mit dieser Konstruktion gewonnene Seitenlänge ist also etwas zu lang, der relative Fehler beträgt näherungsweise 0,00057821133, also 0,0578 Prozent. Oder anders formuliert: Bei einem Umkreisradius von ungefähr 199,3 cm beträgt der Fehler in der Seitenlänge einen Millimeter.

=== Mittels des gegebenen Radius ===
Ein Nachteil der o. g. Konstruktion besteht darin, dass nicht von einem direkt gegebenen Radius ausgegangen wird. Will man vom Radius ausgehen, so besteht die Aufgabe darin, den zum gegebenen Radius gehörenden Abstand <math>d</math> zwischen der Gerade <math>\overline{CF}</math> und dem Mittelpunkt <math>M</math> (das ist die Längeneinheit der Konstruktion mit geg. Koordinatensystem) zu finden.

[[Datei:Siebeneck Konstruktion 3.svg|mini|350px|Zweite Näherungskonstruktion bei gegebenem Umkreisradius]]

:'''Herleitung des Abstands d'''
Aus der Konstruktion mit Koordinatensystem und der Zeichnung kann man ablesen:
:<math> \overline{MN} = d</math>
:<math> \overline{MZ'} = \overline{MZ} = 2d</math>
:<math> \overline{ZP} = 2 \cdot \overline{MZ} = 4d</math>
Damit gilt
:<math>\frac{\overline{PZ}}{\overline{ZM}} = \frac{4d}{2d} = 2</math>
Außerdem ist nach dem Satz des Pythagoras noch
:<math>\overline{MP}= r = \sqrt{20} \cdot d</math>
Im rechtwinkligen Dreieck MZP gilt nach dem [[Satzgruppe des Pythagoras#Kathetensatz des Euklid|Kathetensatz]]
:<math> {\overline{ZP}} ^2 = r \cdot p</math> und <math>{\overline{MZ}}^2 = r \cdot q</math>

Der Quotient ist gemäß obiger Darstellung
:<math>\frac{{\overline{ZP}}^2}{{\overline{MZ}}^2}= \frac{p}{q}</math>
und damit
:<math>\frac{p}{q} = 2^2 = 4</math>
wobei p und q die Hypotenusenabschnitte sind. Ihre Längen betragen 4/5 und 1/5 des Radius. Damit lässt sich der Punkt Z konstruieren und somit der Abstand d festlegen.

:'''Konstruktion'''
* Konstruiere über dem Radius <math>r = \overline{MP}</math> einen [[Satz des Thales|Thaleskreis]].
* Errichte im Abstand von <math>\frac{1}{5} r</math> von M das Lot. Der so gewonnene Punkt auf dem Thaleskreis ist der Punkt Z des rechtwinkligen Dreiecks MZP (entspricht Punkt (2/0) bei der Konstruktion mit Koordinatensystem).
* Konstruiere durch M die Parallele zur längeren Kathete <math>\overline{ZP}</math>. Der Schnittpunkt mit dem Umkreis ist der Punkt A.
* Trage die Strecke <math>\overline{MZ}</math> auf die Gerade AM von M aus in die Gegenrichtung ab, es ergibt den Schnittpunkt Z' (Z', entspricht Punkt (0/-2) bei der Konstruktion mit Koordinatensystem).
* Den Abstand d = <math>\overline{MN}</math> erhält man durch Halbieren der Strecke <math>\overline{MZ'}</math>
* Konstruiere die Gerade senkrecht zu <math>\overline{AZ'}</math> durch N. die Schnittpunkte mit dem Umkreis sind die Punkte C und F
* Der Rest folgt wie bei der Konstruktion mit Koordinatensystem.
Die mit dieser Konstruktion gewonnene Seitenlänge sowie der relative Fehler entsprechen der Konstruktion mit Koordinatensystem. Es gilt deshalb auch: Bei einem Umkreisradius von ungefähr 199,3 cm beträgt der Fehler in der Seitenlänge einen Millimeter.

== Exakte Konstruktionen ==
=== Mittels Dreiteilung eines Winkels ===
[[Datei:HeptagonTrisektionExakt.svg|mini|350px|Konstruktion mit Tomahawk (rot)]]
Nimmt man zu den klassischen (euklidischen) Werkzeugen Zirkel und Lineal noch ein Extrawerkzeug zur [[Dreiteilung des Winkels]], wie z. B. einen [[Tomahawk (Zeichengerät)|Tomahawk]], so kann das Siebeneck jedoch exakt – ähnlich dem [[Dreizehneck#Tomahawk als zusätzliches Hilfsmittel|Dreizehneck]] – konstruiert werden.<ref>[[Andrew Gleason]]: {{Webarchiv |url=http://math.fau.edu/yiu/PSRM2015/yiu/New%20Folder%20%284%29/Downloaded%20Papers/AMMGleason1988.pdf |text=''Angle Trisection, the Heptagon, and the Triskaidecagon''. |format=PDF |wayback=20221126213753}} In: ''The American Mathematical Monthly'', Vol. 95, No. 3. (Mar., 1988), S. 185–194 ({{JSTOR|2323624}})</ref>

==== Bei gegebenem Umkreis ====
* Ziehe einen Kreis – den späteren Umkreis des Siebenecks – um einen Mittelpunkt (O) auf einer Grundlinie (AZ). Einer der Schnittpunkte mit dem Kreis ist der erste Eckpunkt (A) des späteren Siebenecks.
* Halbiere die beiden Radien des ersten Durchmessers (Punkte Q und R)
* Errichte auf der so erhaltenen Strecke zwei gleichseitige Dreiecke mit der Seitenlänge gleich dem Kreisradius. (Man erhält Punkte K und L).
* Trage auf der Grundlinie (AZ) vom Mittelpunkt aus 1/6 des Radius in die dem auf der Grundlinie liegenden Eckpunkt entgegengesetzte Richtung ab (Punkt P).
* Zeichne um den so erhaltenen Punkt einen Hilfskreis durch die beiden nicht auf der Grundlinie liegenden Ecken der gleichseitigen Dreiecke.
* Zeichne in diesen Kreis die beiden Radien zu diesen beiden Punkten ein.
* Teile den von diesen Radien gebildeten Winkel unter Verwendung des Extrawerkzeugs in drei Teile (z. B. Tomahawk, in der Zeichnung rot dargestellt) und zeichne die so gewonnenen Geraden ein. Sie schneiden den Hilfskreis in zwei weiteren Punkten (Punkte S und T).
* Die Gerade durch diese Punkte – sie liegt senkrecht zur Grundlinie – schneidet den Umkreis des Siebenecks an den zum ersten Eckpunkt (A) benachbarten Ecken des Siebenecks (Punkte B und G).
* Ergänze die noch fehlenden Ecken durch Abtragen der Seiten.

=== Mithilfe eines markierten Lineals ===
Konstruktionen mithilfe einer sogenannten ''Einschiebung'' ([[Neusis-Konstruktion|Neusis]]),<ref>{{Internetquelle |autor=Klaus Volkert |url=http://www2.math.uni-wuppertal.de/~volkert/SkriptKonstruktionsprobleme.pdf#page=20 |titel=Geschichte der geometrischen Konstruktionsprobleme I |titelerg=Vorlesung, Universität zu Köln im WS 06/07 |werk=math.uni-wuppertal.de |hrsg=Universität Wuppertal |datum=2006 |seiten=20 |format=PDF; 1,5 MB |abruf=2018-09-15}}</ref> z. B. mit Zirkel und einem markierten Lineal auf dem eine spezielle Markierung als zusätzliche Hilfe aufgebracht ist, auch als [[Neusis-Konstruktion]] bezeichnet, wurden bereits von [[Archimedes]] z. B. zur [[Dreiteilung des Winkels#Die Methode des Archimedes|Dreiteilung des Winkels]] und von [[Abu l-Wafa]] in der [[Mathematik in der Blütezeit des Islam#Euklidische Geometrie|Blütezeit des Islam]] angewandt.

David Johnson Leisk, meist bekannt als [[Crockett Johnson]], veröffentlichte 1975 eine im englischen Sprachgebrauch bezeichnete ''Neusis construction''<ref>[[Eric Weisstein|Eric W. Weisstein]]: [http://mathworld.wolfram.com/NeusisConstruction.html ''Neusis Construction.''] In: ''mathworld.wolfram.com,'' MathWorld, A Wolfram Web Resource, abgerufen am 18. Mai 2019.</ref> eines Siebenecks (Heptagon), bei dem die Seitenlänge gegeben ist. Hierfür verwendete er einen Zirkel und ein Lineal, auf dem eine Markierung bezüglich der Seitenlänge {{Overline|AB}} angebracht war.<ref>Eric W. Weisstein: [http://mathworld.wolfram.com/RegularHeptagon.html ''Regular Heptagon.''] In: ''mathworld.wolfram.com,'' MathWorld, A Wolfram Web Resource, abgerufen am 18. Mai 2019.</ref>

==== Bei gegebener Seitenlänge ====
Siehe hierzu Bild 1 und 2.
* Errichte senkrecht zur Seitenlänge {{Overline|AB}} im Punkt A die Strecke {{Overline|AI}}, sie ist gleich lang wie die Seitenlänge {{Overline|AB}}.
* Verbinde den Punkt B mit I, z. B. bei einer Seitenlänge {{Overline|AB}} = 1 hat die Diagonale den Wert <math> \sqrt{2}</math>.
* Halbiere die Seitenlänge {{Overline|AB}}, es ergibt sich der Punkt H.
* Errichte eine Senkrechte auf die Seitenlänge {{Overline|AB}} im Punkt H.
* Ziehe den Kreisbogen a mit dem Radius {{Overline|BI}} um den Punkt B und durch den Punkt I.
* Setze das mit dem Punkt J markierte Lineal (Abstand Ecke Lineal bis Punkt J entspricht {{Overline|AB}}) so auf die Zeichnung, dass dessen Ecke auf der [[Streckensymmetrale|Mittelsenkrechten]] anliegt, die Markierung Punkt J auf dem Kreisbogen a aufliegt und die Kante des Lineals durch den Punkt A verläuft. Somit ergibt sich der Punkt E.
* Verbinde den Punkt A mit dem Punkt E, der dadurch entstandene Winkel AEH, mit <math> \theta</math> bezeichnet, entspricht einem Viertel des [[Kreiswinkel]]s vom Siebeneck.
* Halbiere die Strecke {{Overline|AE}}, es ergibt sich der Punkt K.
* Errichte eine Senkrechte auf die Strecke {{Overline|AE}} durch den Punkt K, dabei ergibt sich der Punkt O.
* Ziehe um den Punkt O einen Kreis durch A, es ist der Umkreis des Siebenecks.
* Bestimme mit der Seitenlänge {{Overline|AB}} die restlichen fünf Eckpunkte des Siebenecks und verbinde abschließend die benachbarten Eckpunkte miteinander. Somit entsteht das regelmäßige Siebeneck ABCDEFG.
 

<div style="float:left;">[[Datei:01-Siebeneck-nach Johnson.svg|mini|350px|Bild 1: Reguläres Siebeneck mit gegebener Seitenlänge, Neusis-Konstruktion nach David Johnson Leisk (Crockett Johnson)]]</div>
<div style="float:left;">[[Datei:01-Siebeneck-nach Johnson.gif|mini|350px|Bild 2: Reguläres Siebeneck mit gegebener Seitenlänge,<br />Neusis-Konstruktion als Animation mit 10 s Pause]]</div>
<div style="float:left;">[[Datei:01 Siebeneck-Umkreis-Johnson.svg|mini|350px|Bild 3: Reguläres Siebeneck mit gegebenem Umkreis,<br />Neusis-Konstruktion mit ''zentrischer Streckung''.]]</div>
{{Absatz}}

==== Bei gegebenem Umkreis ====
Ist der [[Umkreis]] des gesuchten Siebenecks mittels des Radius R – wie im Bild 3 gezeigt – vorgegeben, wird zuerst dessen Mittelpunkt O, mithilfe der Neusis-Konstruktion nach David Johnson Leisk (Beschreibung siehe [[#Bei gegebener Seitenlänge|Bei gegebener Seitenlänge]]) bestimmt. Hierzu wählt man die Länge b der Strecke {{Overline|AB}} deutlich kleiner, als die zu erwartende Seitenlänge a des gesuchten Siebenecks.

Nach dem Generieren des Mittelpunktes O, kann mithilfe des gegebenen Radius R der Umkreis eingezeichnet werden. Es bedarf nun nur noch zweier Halbgeraden vom Mittelpunkt O durch den Punkt A bzw. B bis zum Umkreis. Anhand der sogenannten [[Zentrische Streckung|zentrischen Streckung]] ergibt sich dabei die Strecke {{Overline|A'B'}} als Seitenlänge a des gesuchten Siebenecks.

Abschließend werden mit der Seitenlänge a die restlichen fünf Eckpunkte des Siebenecks festgelegt und die benachbarten Eckpunkte miteinander verbunden. Somit entsteht das regelmäßige Siebeneck A'B'CDE'FG.

=== Mithilfe der Sinuskurve ===
[[Sinus und Kosinus#Sektrix|→ ''Hauptartikel: Sinus und Kosinus'']]
[[Datei:01 Siebeneck-Sinuskurve.svg|mini|hochkant=2.8|Siebeneck mithilfe der Sinuskurve]]
Hung Tao Sheng veröffentlichte im Jahr 1969 eine Methode die zur n-Teilung eines beliebigen Winkels die Sinuskurve verwendet.<ref>{{Literatur |Autor=Hung Tao Sheng |Titel=A Method of Trisection of an Angle and X-Section of an Angle |TitelErg=4. Xsection of an angle, X = 7 |Sammelwerk=Mathematics Magazine |Band=42 No. 2 |Verlag=Taylor & Francis |Datum=1969-03 |Seiten=79 |Sprache=en |JSTOR=2689193}}</ref>

Konstruktionsbeschreibung für nebenstehende Darstellung
* Zeichne um den Mittelpunkt O den Umkreis mit Radius 1 [LE]<ref>[LE] = Längeneinheit</ref> und bestimme die beiden Halbachsen {{Oberstrich|OA}} bzw. {{Oberstrich|OB}}.
* Verlängere die Strecke {{Oberstrich|OA}} über A hinaus.
* Trage die Sinuskurve mittels [[Schablone]] oder mit einer sogenannten [[Dynamische Geometrie|Dynamische-Geometrie-Software (DGS)]] ein, der Schnittpunkt mit der Verlängerung ist die [[Kreiszahl]] <math>\pi</math>.
* Halbiere den Abstand |O<math>\pi</math>| in <math>\tfrac{\pi}{2}</math>.
* Der [[Mittelpunktswinkel]] des Siebenecks ergibt sich aus <math>\mu = \tfrac{360^\circ}{7},</math> aber die Sinuskurve unterteilt in diesem Fall die Winkel ab > 0 bis ≤ 90° in gleich große Winkel. Daraus folgt, ein Siebtel des Abstandes <math>|\tfrac{\pi}{2}\;\pi|</math> kann nur ein Siebtel des Winkels 90° erzielen. Deshalb wird wegen der Berechnung des Mittelpunktswinkels <math>\mu</math> aus dem Umkreis mit seinen 360° das Vierfache eines Siebtels, d. h. der Teilungspunkt 4 des Abstandes <math>|\tfrac{\pi}{2}\;\pi|</math> zur Konstruktion des Mittelpunktswinkels <math>\mu</math> genutzt.
* Teile den Abstand <math>|\tfrac{\pi}{2}\;\pi|</math> unter Verwendung des [[Strahlensatz#Formulierung der Strahlensätze|ersten Strahlensatzes]] so, dass |C<math>\pi</math>| ein Viertel von <math>|\tfrac{\pi}{2}\;\pi|</math> beträgt.
* Übertrage den Punkt C auf die Sinuskurve, dabei ergibt sich der Schnittpunkt D.
* Ziehe eine Parallele zu {{Oberstrich|OC}} ab D mit dem Schnittpunkt E auf dem Umkreis; der Winkel AOE ist der gesuchte Mittelpunktswinkel <math>\mu</math> des werdenden Siebenecks.
* Verbinde A mit E, somit ist |{{Oberstrich|AE}}| die erste Seitenlänge des Siebenecks.
* Trage die Seitenlänge |{{Oberstrich|AE}}| fünfmal gegen den [[Uhrzeigersinn]] auf den Umkreis ab und verbinde die Eckpunkte zu einem regelmäßigen Siebeneck.

== Regelmäßige überschlagene Siebenecke ==
Ein regelmäßiges [[Polygon#Weitere Typen|überschlagenes]] Siebeneck ergibt sich, wenn beim Verbinden der sieben Eckpunkte jedes Mal mindestens einer übersprungen wird und die somit erzeugten [[Sehne (Geometrie)|Sehnen]] gleich lang sind. Notiert werden solche regelmäßigen [[Stern (Geometrie)|Sterne]] mit [[Schläfli-Symbol]]en <math>\left\{n/k\right\}</math>, wobei <math>n</math> die Anzahl der Eckpunkte angibt und jeder <math>k</math>-te Punkt verbunden wird.

In der folgenden Galerie sind die zwei möglichen regelmäßigen Siebenstrahlsterne, auch [[Heptagramm]]e genannt, dargestellt.

<gallery heights="200" widths="200" perrow="2" caption="Regelmäßige Siebenstrahlsterne">
01 Siebeneck-Stern-7-2-5.svg|<math>\left\{7/2\right\}{,}\ \left\{7/5\right\}</math>
01Siebeneck-Stern-7-3-4.svg|<math>\left\{7/3\right\}{,}\ \left\{7/4\right\}</math>
</gallery>

== Vorkommen ==
=== Architektur ===
In der Architektur findet das Siebeneck eher selten Verwendung – z. B. im Grundriss der mittelalterlichen Kirche [[Notre-Dame de l’Assomption (Rieux-Minervois)|Notre-Dame de l’Assomption]] (12. Jhdt.) im südfranzösischen Ort [[Rieux-Minervois]]. Der Konzertsaal „Hegelsaal“ im [[Kultur- und Kongresszentrum Liederhalle]] in [[Stuttgart-Mitte|Stuttgart]] hat ebenso wie seine Glaskuppel einen Grundriss in Form eines regelmäßigen Siebenecks.

Weitere Beispiele sind der Glockenturm der Kirche [[Maria am Gestade]] in [[Wien]], das [[Kirchenschiff|Schiff]] der [[Dorfkirche Ketzür]], die [[Afrikakapelle]] bei Tholey, das [[Baptisterium zur Heiligen Dreifaltigkeit]] im kroatischen [[Rovinj]] (12. Jhdt.), die [[Herz-Jesu-Kirche (Ingolstadt)]], das Kriegerdenkmal bei [[Thalfang]]/Hunsrück oder der [[Siegfriedbrunnen (Worms)|Siegfriedbrunnen]] (1913) in Worms.

<gallery heights="230" widths="300">
Fürstenmausoleum Stadthagen 10 Kuppel.JPG|[[Fürstliches Mausoleum (Stadthagen)]],<br />siebeneckiger Zentralbau, Blick in die Kuppel<br />(Quelle: WP)
Tholey, Afrikakapelle auf dem Schaumberg (2).jpg|[[Afrikakapelle]] bei Tholey/Saarland
Thalfang kriegerdenkmal.jpg|Kriegerdenkmal bei [[Thalfang]]/Hunsrück
</gallery>

=== Biologie ===
<gallery heights="230" widths="300">
TrientalisEuropaea.jpg|Der [[Siebenstern]] (''Trientalis europaea'') zeigt eine siebenstrahlige Blüte:
Diatom_-_Triceratium_favus.jpg|Die [[Kieselalge]] ''[[c:Category:Triceratium|Triceratium]]'' ''favus'' var. ''septangulatum'' besitzt eine im Querschnitt siebeneckige [[Kieselalgen#Merkmale|Frustel]].
</gallery>

=== Sonstiges ===
[[Datei:Strukturformel Caprolactam.svg|mini|150px|[[Ständigkeit|ε]]-Caprolactam]]
* Münzen
** Das 20-[[Cent (Währung)|Eurocent]]-Stück hat sieben Einkerbungen, um Blinden die Unterscheidung von anderen Münzen zu erleichtern, ähnlich der ([[Spanische Blume]]).
** Die alte spanische 200-[[Peseta|Peseten]]-Münze zeigt auf beiden Seiten ein Siebeneck.
** Ebenso haben die britischen 20-[[Penny (Münze)|Pence]]- und 50-Pence-Stücke eine siebeneckige Form.
* Die Diagonalen des regelmäßigen Siebenecks bilden das [[Heptagramm]] (siebenzackiger Stern), das als Symbol in der [[Esoterik]] populär ist.
* [[Sternmotor]]en wurden meistens als 5-, 7- oder 9-[[Zylinder (Technik)|Zylinder]] gebaut.
* Es gibt [[Fullerene]] (Kohlenstoffmoleküle), die siebeneckige Unterstrukturen aufweisen;<ref>E. Albertazzi, C. Domene, P. W. Fowler, T. Heine, G. Seifert, C. Van Alsenoy, F. Zerbetto: ''Pentagon adjacency as a determinant of fullerene stability.'' In: ''[[Physical Chemistry Chemical Physics]].'' 1999, 12, S. 2913–2918, [[doi:10.1039/A901600G]] (PDF; mit Registrierung).</ref> die chemische Verbindung [[Azulen]] sowie die Stoffgruppen der [[Tropolone]], [[Benzodiazepine]] und weitere [[cyclische Verbindungen]] enthalten Siebenringe.
* [[Caprolactam]], ein jährlich im Megatonnen-Maßstab produzierter Ausgangsstoff für Perlon.

== Siehe auch ==
* [[Siebeneck nach Archimedes]]
* [[Burg Siebeneck]]

== Weblinks ==
{{Commonscat|Regular heptagons|Regelmäßige Siebenecke|audio=0|video=0}}
{{Wiktionary|Siebeneck}}
{{Wikibooks|Planimetrie/ Polygonkonstruktionen/ Siebeneck|Siebeneck}}
* [https://divisbyzero.com/2016/03/23/a-geometry-theorem-looking-for-a-geometric-proof/ Siebeneck nach David Johnson Leisk]
* [http://www.mathematische-basteleien.de/siebeneck.htm Weitere mathematische Details zum Siebeneck]
* [[commons:File:01-Siebeneck Seite gegeben.svg|Siebeneck mit gegebener Seitenlänge, Näherungskonstruktion]]
* [https://www.ecb.europa.eu/euro/coins/20cents/html/index.de.html 20-Eurocent-Stück]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Polygon]]

Siebeneck - Versionsgeschichte

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