Offenes - Unbeantwortetes - Ungelöstes

Diese Aktivität ist Teil des GeoGebra-Books Moebiusebene (Januar 2022)

Eine wesentliche Motivation für dieses book ist die wohl weiterhin unbeantwortete Frage von W. Blaschke (1938) nach allen Sechseck-Netzen aus Kreisen (2022). Die Teilfrage nach allen Sechseck-Netzen aus Kreisbüscheln haben wir 1983 beantwortet. In dem hier vorliegenden geogebra-book sind alle diese Netze aufgeführt und angezeigt. Der Nachweis (1983), dass es keine weiteren Sechseck-Netze aus Kreisbüscheln gibt, ist allerdings nur schwer nachvollziehbar. Kreisbüschel lassen sich unseren Erachtens am einfachsten in der Darstellung der Möbiusebene im komplexen Geradenraum untersuchen. Rechnerisch liegt eine algebraische Gleichung für das Vorliegen eines Sechseck-Netzes aus den Kreisen von 3 Kreisbüscheln vor. Eine einfache und geometrisch nachvollziehbare Bedingung für solche Sechseck-Netze ist uns leider (noch ?) nicht bekannt. Auf die allgemeine Frage von W. Blaschke gibt es einige Teilantworten: W. Wunderlich stellte dar (1938), dass 3 wesentlich verschiedene Scharen von doppelt-berührenden Kreisen einer bizirkularen Quartik ein Sechseck-Netz bilden. Beispiele hierfür liefern auch die Mittelpunktskegelschnitte und ihre Möbiustransformierten. Im Raum 3D wird die Frage durch die Charakterisierung der Kreise auf Darboux Cycliden beantwortet. Ausnahme: Kreise auf der Riemannschen Zahlenkugel oder Kreise in einer Ebene. Einige neue Sechseck-Netze aus Kreisen, welche in keines der bisher bekannten Muster passen, deuten auf die Kniffligkeit des Problems hin! Konfokale bizirkulare Quartiken sind Lösungskurven von elliptischen Differentialgleichungen des Typs
  • mit ,
falls die absolute Invariante der 4 Brennpunkte reell ist. Dies ist der Fall, wenn die Brennpunkte auf einem Kreis liegen (2-teilige Quartiken), oder wenn sie spiegelbildlich auf 2 orthogonalen Kreisen liegen (1-teilige Quartiken), oder wenn Brennpunkte zusammenfallen - dann sind die Quartiken Möbiustransformierte von Kegelschnitten, - oder das Produkt von 2 Kreisen eines Kreisbüschels. Lösungsfunktionen der elliptischen Differentialgleichungen sind komplexe meromorphe Funktionen, für welche die Parameterkurven und bei geeignetem bizirkulare Quartiken sind, falls die absolute Invariante reell ist. Die einzelnen bizirkularen Quartiken lassen sich konstruieren mit Hilfe der Brennpunkte und der Leitkreise: ein Schlüssel für die Konstruktion sind die doppelt-berührenden Kreise. Für die folgende auf bizirkularen Quartiken allgemein zutreffende Aussage ist uns bisher kein geometrisch und algebraisch einleuchtender und einfacher Nachweis gelungen.
  • Spiegelt man einen der Brennpunkte einer bizirkularen Quartik an den Kreisen einer Schar doppelt-berührender Kreise, so liegen die Spiegelbilder auf einem Kreis: dem zugehörigen Leitkreis.
Umgekehrt kann man zu den Punkten auf einem Leitkreis die zugehörigen doppelt-berührenden Kreise und die Kurvenpunkte konstruieren. Siehe die Übersicht auf der nächsten Seite. Für Hinweise, Ideen oder Beweise sind wir offen und sehr dankbar.