Fladfoldning

Kan du lægge den færdigfoldede origami-model i en bog og lukke den uden at tage skade?

- Så kan den foldes flad! Der er faktisk en del matematik at finde i emnet fladfoldning.

 

Det hele handler om de små knudepunkter (der hvor folderne mødes) – de er nemlig nøglen til, at hele modellen kan foldes fladt. 

 


Regler for fladfoldning af et enkelt knudepunkt:

 

For at et knudepunkt kan foldes fladt, skal tre matematiske regler, kaldet teoremer, opfyldes: 

 

  • Kawasaki-Justin Teoremet
  • Maekawa-Justin Teoremet
  • Big-Little-Big Angle (BLBA) Teoremet

 


Kawasaki-Justin Teoremet:

Teoremet beskriver forholdet mellem vinklerne omkring et centralt knudepunkt i origami-geometri. Den alternerende sum af vinklerne omkring et fladt knudepunkt er altid nul, dvs. en vinkel minus den næste plus den næste osv. hele vejen rundt er nul. 

α1 − α2 + α3 − α4· · · − αn = 0

 

Giver det ikke 0, kan modellen ikke foldes fladt.


Maekawa-Justin Teoremet:

Dette teorem beskriver det præcise forhold mellem antallet af bjergfolder og dalfolder, der opstår ved et knudepunkt i en foldning. Ifølge teoremet er forskellen mellem antallet af bjergfolder (M) og dalfolder (V) ved et fladt knudepunkt altid nøjagtigt ±2. Dette kan skrives som: 

 

M − V = ±2

 

Teoremet gælder ikke kun for traditionelle fladfoldninger, men også for foldninger på en kegle med en keglevinkel på ≤ 2π. Denne egenskab gør det til et uundværligt værktøj inden for avanceret origami og geometrisk modellering.


Big-Little-Big Angle (BLBA) Teoremet

Hvis vinklerne omkring et knudepunkt varierer er BLBA-teoremet nøglen til at bestemme, om folderne omkring et knudepunkt er bjerge eller dale.

Hvis en lille vinkel ligger mellem to større vinkler, skal de to folder, der grænser op til den lille vinkel, have forskellig orientering: en bjergfold og en dalfold. Ellers vil modellen ikke kunne foldes fladt.

 

Dette forhindrer også, at papiret krydser sig selv, hvilket kun kan forekomme i teorien.

 

Trinvis vejledning til bestemmelse af bjerg- og dalfolder

Ved knudepunkter med flere end fire folder kan du følge denne procedure:

Trin 1: Find den mindste vinkel. Placér en bjergfold ved siden af denne vinkel; den anden fold bliver automatisk en dalfold.  

Trin 2: Fold de to folder, der danner den mindste vinkel, for at skabe en keglelignende form. Dette kan ændre vinklerne mellem de resterende folder.

Trin 3: Find igen den mindste vinkel blandt de resterende folder, og gentag processen med at vælge en bjergfold og en dalfold, indtil alle folders orientering er bestemt.


Fladfoldning af modeller med flere knudepunkter

Fladfoldning af modeller med mere end ét knudepunkt er væsentligt mere udfordrende at analysere. De lokale regler for fladfoldning ved hvert knudepunkt (Maekawa-Justin, Kawasaki-Justin og BLBA) skal stadig overholdes. Derudover skal BLBA-teoremet sikres, så papirets lag ikke krydser hinanden på en måde, der forhindrer fladfoldning. 


I origami skelnes der mellem lokale og globale betingelser for fladfoldning:

  • Lokal fladfoldning: Alle individuelle knudepunkter i et foldemønster opfylder betingelserne for fladfoldning.
  • Global fladfoldning: Hele modellen, inklusiv alle dens knudepunkter, kan foldes fladt uden selvkrydsning.