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4.11.20

Pentominos (Übersicht)


Ein Pentomino entsteht, wenn man fünf gleichgroße Quadrate so aneinander klebt, dass jeweils zwei komplette Kanten der beteiligten Quadrate zusammenstoßen. Es gibt insgesamt zwölf verschiedene Pentominos, wenn man gespiegelte Pentominos nicht als verschieden betrachtet. Gewöhnlich werden sie mit den Buchstaben F, I, L, N, P, T, U, V, W, X, Y und Z bezeichnet, da die Pentominos den entsprechenden Buchstaben mehr oder weniger ähnlich sehen. 


Die Größe der Quadrate spielt für die weitere Betrachtung natürlich keine Rolle, deshalb werden wir von Elementarquadraten sprechen. Bewährt haben sich Elementarquadrate mit Seitenlängen von 1,5cm oder 2cm. In dieser Einheit werden wir die Größen der Figuren messen: Das I-Pentomino hat die Größe 1x5. Die zwölf Pentominos bestehen insgesamt aus 60 Elementarquadraten. Damit können wir versuchen, Rechtecke der Größe 6x10, 5x12, 4x15 oder 3x20 (wieder gemessen in der eben genannten elementaren Einheit) mit diesen zwölf Pentominos zu füllen. All diese Aufgaben sind lösbar, und sie werden in der angegebenen Reihenfolge immer schwieriger. Natürlich lassen sich auch nicht-rechteckige Formen aus 60 Elementarquadraten vorgeben, die durch die zwölf Pentominos gefüllt werden sollen. Einige davon sind so schwierig zu lösen, dass der Computer zu Hilfe genommen werden muss. 

Natürlich kann man für die Pentominos statt Quadraten auch Würfel verwenden und nach dem gleichen Schema an Seitenflächen zusammenkleben. Dann erhält man sogenannte dreidimensionale Pentominos, aus denen man auch Quader zusammensetzen kann. Da es wieder 60 Elementarwürfel gibt, kann man versuchen, die folgenden Quader (mit Höhe>1) zusammenzusetzen: 3x4x5, 2x3x10, 2x5x6. Auch diese Aufgaben sind alle lösbar.

Außer zu rechteckig begrenzten Figuren kann man Pentominos natürlich auch zu vielen anderen Figuren zusammensetzen. Es gibt mehrere Webseiten, die sich mit Pentominos (und auch anderen sog. Polyformen) beschäftigen:

Es gibt viele Geduldspiele, die Pentominos verwenden: Manchmal werden nur einige der zwölf Pentominos verwendet, manchmal viele Exemplare des gleichen Pentominos. Die Elementarquadrate oder -würfel können zusätzlich schachbrettartig eingefärbt werden oder auch verbogen werden.

Es gibt übrigens auch nicht lösbare Pentomino-Aufgaben: So lassen sich das 2x30-Rechteck und der 2x2x15-Quader nicht mit den zwölf verschiedenen Pentominos füllen. Dies werden Sie schnell einsehen, wenn Sie versuchen, das X-Pentomino unterzubringen.

DIY-Tipp: Wer sofort anfangen will, kann sich Pentominos auf Papier ausdrucken und ausschneiden. Oder wenn genügend gleichgroße Holzwürfel vorhanden sind, kann man auch diese zu Pentominos zusammenkleben.

Historisches: Der Name Pentominos wurde von Solomon W. Golomb erfunden. Von 1954 an wurden sie von ihm auch systematisch untersucht. 1965 erschien sein mittlerweile klassisches Buch Polyominoes.

Eine Übersicht über die Geduldspiele zum Thema Pentominos wird angezeigt, wenn man auf das entsprechende Label klickt.