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#1826 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 15-01-2021 20:43:38

Bonsoir !

Wiwaxia, ton programme calcule-t-il l'aire d'un polygone ? Bien que j'aie enseigné la programmation en Basic, Pascal, langage "machine hexadécimal", je n'ai plus pratiqué depuis 25 ans ... ! Dommage, mais je ne peux plus tout faire encore.

En tout cas, merci pour les figures et le calcul.

Pour GeoGebra, en ouvrant GeoGebra 6 (six !), et en partant du menu ouvrir, on tombe sur une page proposant des applis libres d'accès.
Il faut chercher depuis le début "A_faire_éclater" que j'ai déposé ce matin.

J'aurais du mettre "Pour_s_éclater" ... La figure dépend de 5 paramètres, et peut donc prendre tout un tas de configurations !
L'équation est du même genre que pour "mon cube du début", en 3 facteurs ...

Mais si j'ai pondu cela ce matin, c'est d'abord une construction géométrique, qui doit correspondre à l'équation ... pourvu que ce soit bien vrai ! Il me reste à bien le vérifier, mais c'est "joli".

a,b et c sont les sommets d'un cube/parallélépipède. d fait varier les longueurs, et e les épaisseurs ...

A voir, pour le plaisir des yeux ... comme on dit au Sénégal.

Je vais me coucher tôt, j'ai dormi 5 heures seulement !

Cordialement, Bernard-maths

#1827 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 15-01-2021 13:26:40

Merci Wixaxia, mais je ne suis pas d'accord sur la galère ! Il FAUT rester DANS le polygone ...

Je viens de mettre sur GeoGebra une figure, "A_faire_éclater" .

C'est une belle bête, qui peut être un jeu pour certaines valeurs des paramètres, et qui possède ... une équation ... laquelle ?

On va persévérer pour l'image, à plus !

Bernad-maths

#1828 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 14-01-2021 21:04:19

Bonsoir !

Voilà un bon début. J'ai connu la formule de calcul d'aire d'un polygone par les déterminants en 1976-77, dans le manuel d'applications de la calculatrice programmable HP25, la 1ère je crois. Mais moi je cherche une formule vraie uniquement pour les points intérieurs à un polygone, or cette formule est vraie pour M à l'extérieur aussi ... Je n'ai pas cherché plus ... Je reste avec l'approche géométrique non orientée ...

Donc polygone convexe ; et si M sort du plan ? C'est le sommet d'une PYRAMIDE, et je vérifie seulement que la formule des aires proposée n'est vraie QUE dans le plan du polygone, et dedans.

J'aborderai les formules en 3ème étape, et j'utiliserai le produit vectoriel, pour calculer les MHi ...

MAIS la 2ème étape n'est pas finie ! Somme(MHi) = n fois apothème ?

Bonne soirée, Bernard-maths


PS : je galère encore pour mettre une image !!!

#1829 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 14-01-2021 16:36:22

Salut !

j'ai essayé d'enlever les #, mais où faut-il les enlever ?

Dans la création du message, avant de valider ? Ou autrement ?

Merci

#1830 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 14-01-2021 11:26:37

Bonjour à tous !

Compléments pour la fin de la 2ème étape :
vous allez regarder chez la réponse de Wiwaxia en fin de page 1. Vous y trouvez un hexagone très coloré A1A2A3A4 ...
Le point M intérieur se projette en H1, H2, H3 ... Donc aire(MA1A2) = A1A2 x MH1 /2, etc ...

La formule des aires s'écrit donc : aire(A1A2...An) = (A1A2 x MH1 + A2A3 x MH2 + A2A3 x MH3 + ... + AnA1 x MHn) /2 !

Alors si le polygone est régulier convexe, A1A2 = A2A3 = A3A4 = ... =AnA1, et si M = O centre du polygone, on a aussi OH1 = OH2 = ... = OHn ...

De plus les n triangles OA1A2, OA2A3, OA3A4, ... , OAnA1 sont égaux (isométriques), on peut donc facilement calculer aire(A1A2 ... An) ...

Allez, je vous laisse finir !


A bientôt, Bernard-maths

#1831 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 14-01-2021 10:48:06

Hello Wiwaxia !

Je vais tenter de mettre une image :

[img#]https://www.cjoint.com/c/KAojTiD4HUV[/img#]

Reste à voir maintenant !


Ca ne marche pas ?
Peux-tu en faire quelque chose ?

MERCI ...

#1832 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 13-01-2021 14:18:12

Bonjour à tous ! Je passe à la 2ème étape : Pour commencer la correction de la 1ère étape.

Comme je ne sais pas déposer encore de figure sur le site, vous allez me suivre attentivement !
Je vais faire la démonstration pour un quadrilatère convexe quelconque, vous verrez qu’il est facile de généraliser …

1°) Donc, dans un plan, tracez un quadrilatère convexe ABCD tel que les côtés soient [AB] « en haut », [BC] « à gauche », [CD] « en bas » et [DA] « à droite ». Placez un point M à l’intérieur strict dans le plan de ABCD … Joignez M aux 4 sommets. Vous venez de partager ABCD en 4 triangles contenus dans ABCD (et son plan) !
On peut alors écrire : aire(ABCD) = aire(MAB) + aire(MBC) + aire(MCD) + aire(MDA).

2°) Que se passe-t-il si M est sur (la ligne périmétrique de) ABCD ? Par exemple sur [AB] ?
Alors le triangle MAB est aplati et son aire = 0 … Il reste 3 triangles intérieurs, et la formule des aires reste vraie !
Et aussi si M est un des 4 sommets, il reste 2 triangles …

3°) Et si M sort de ABCD ? Par exemple, poussez M un peu « au dessus » de AB, vous voyez alors un pentagone AMBCD qui contient strictement ABCD … la formule des aires n’est plus vraie ! Mais on a : aire(ABCD) < aire(MAB) + aire(MBC) + aire(MCD) + aire(MDA).

4°) Et si M sort du plan de ABCD ? Alors les longueurs des 4 segments MA, MB, MC et MD augmentent, donc les aires des 4 triangles aussi, donc on a le même résultat qu’en 3°) !

5°) CONCLUSION : on voit donc que l’égalité : aire(ABCD) = aire(MAB) + aire(MBC) + aire(MCD) + aire(MDA), n’est vraie que si M est dans le plan de ABCD, et à l’intérieur au sens large.

Théorème : soit un polygone plan convexe A1A2 … An à n côtés, soit M un point de l’espace. On définit ainsi n triangles MA1A2, MA2A3, … , MAiAi+1, … , MAnA1.
Alors l’égalité : aire(A1 … An) = Somme des aires(MAiAi+1) est une équation de la zone plane intérieure, au sens large, au polygone.

Et pour finir :
6°) Il vous reste à démontrer le théorème que j’ai proposé le 11 à 19h, en considérant que le polygone est régulier, cela veut dire qu’il a n côtés égaux, et n angles aux sommets égaux. L’apothème est alors la valeur de la hauteur des n triangles (égaux) de sommet M = O, O centre du cercle circonscrit … et on peut simplifier par quelque chose …

Bonne soirée, Bernard-maths

#1833 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 13-01-2021 14:06:40

Bonjour à tous !

"Mon théorème", Wiwaxia a encore parlé, et c'est Ok pour moi, mais les explications sont "très matheuses", et c'est pour ça que je passe à la deuxième étape à ma façon, pour essayer de donner un son de cloche un peu différent. Je vais envoyer le paquet à la suite ... mais vous pouvez aussi vous inspirer des calculs de Wiwaxia.

Pour l'affaire du cuboctaèdre, Wiwaxia, je reste encore un peu borné ! Il y a un truc que je n'ai pas encore compris/trouvé, il me faut un peu de temps, car j'ai maintenant le cerveau lent, et je n'ai pas eu le temps de bien décortiquer l'affaire.
Perso je passe par une voie utilisant les pyramides pour trouver cette équation, et je procède en 2 temps pour les carrés puis les triangles.
Je présenterai cette méthode un peu plus tard ...

Cordialement, Bernard-maths

#1834 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 12-01-2021 22:36:56

Bonsoir Wiwaxia,

pour rigoler un peu, mon amie adore = la pote aime ?????????????

cordialement, Bernard-maths

#1835 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 11-01-2021 19:13:36

Bonsoir à tous, et à Wiwaxia !

Wiwaxia, j'ai du mal a suivre ton raisonnement, et je vais indiquer dans la suite la méthode que j'ai trouvée.
MAIS pourrais-tu me redonner les liens permettant de transférer des images ? je ne retrouve pas ...

Alors je commence par une première étape ...

Théorème : si A1A2 ... An est un polygone régulier convexe du plan, alors pour tout point intérieur, la somme des n distances de ce point aux n côtés est constante, et égale à n fois l'apothème.

Remarques : pour un point sur le polygone, c'est aussi vrai. Pour un point extérieur strictement au polygone, la somme est strictement supérieure à n fois apothème. De même si le point sort du plan du polygone.

Corollaire : l'égalité somme des n distances = n fois apothème est une équation du polygone.

Je vous laisse chercher un peu, mais on peut penser à calculer l'aire du polygone ... deuxième étape demain.
C'est ce que j'ai utilisé pour l'équation du cube au début.

Bonsoir à tous, portez vous bien, Bernard-maths

#1836 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 08-01-2021 13:25:30

Bonjour à tous !

En suivant le lien donné par Wiwaxia sur https://mathcurve.com/polyedres/cubocta … aedre.shtm, on trouve ceci :

Coordonnées des sommets    (+ ou -b, + ou -b, 0)  permutés circulairement, avec b = a / rac(2).
Curiosité : la surface du cuboctaèdre est la surface d'équation implicite : abs(x+y+z) + abs(-x+y+z) + abs(x-y+z) + abs(x+y-z) = 4b.

Puisqu'on "reste" dans du cube, je veux bien en parler !

Quelqu'un sait il démontrer cette équation ? Ce n'est pas évident ...


Mais avec quelques techniques que j'ai mises au point, je pense que c'est possible, MAIS je ne l'ai pas encore réalisée !!!

C'est ce genre de choses qui m'attire en ce moment ... je vais continuer pour finaliser.


J'attends vos commentaires, et je vous donnerai mon cheminement ...


Cordialement, Bernard-maths

#1837 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 06-01-2021 10:45:05

Hum ! Je crois que je suis en train de mélanger 2 figures !!!???



Cordialement, Bernard-maths

#1838 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 05-01-2021 18:36:30

Bien vu encore Wiwaxia !

Mais c'est dommage que tu sois le seul à me contacter ...

Il faut encourager "les autres" ...
Il ne faut pas hésiter à me répondre, ou poser des questions !


Bonne soirée, Bernard-maths

#1839 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 05-01-2021 10:31:32

Bonjour à tous !

C'est pas parce que je cogite que je ne peux pas voue émoustiller un peu.

Dans la dernière manipulation de Wiwaxia, si e augmente indéfiniment, la figure aussi, et quand elle sera très grande, elle ressemblera à un tétraèdre tronqué aux sommets, qui resteront des carrés de côté 2a ...

Alors pour ne pas aller trop loin : je vous propose de considérer un nombre c > 0, tel que a + e = c, et de vous amuser à faire varier a entre c et 0, avec donc e = c - a ...

Je crois que pour a = e, on retrouve une jolie bête géométrique ... les intermédiaires sont pas mal aussi, et je crois que vous retrouverez une animation visibles sur quelques sites.

Bonne journée, Bernard-maths

#1840 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 04-01-2021 14:12:39

Bien vu Wiwaxia !

J'ai pas mal de figures intéressantes, mais il faut que je les présente sur le site GeoGebra ...

Je suis en train de pondre un document sur les équations implicites de polyèdres ... avec des résultats basiques !

On pourra ensuite en discuter, et justifier, et prendre des exemples ...

Mais je suis en train de "finir" mes recherches, et j'ai la flemme (il faut du temps) de donner des exemples, sauf simples !

A bientôt donc, je cogite ...

Bernard-maths

#1841 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 03-01-2021 21:46:17

Par contre en variant le nombre e, on passe ... du cube plein à ... de très jolies choses ...

Pour le cube plein, extrapoler à partir du carré plein ...

Pour le tétraèdre plein, chercher la somme des 4 distances d'un point intérieur aux 4 faces ...

Et ça devrait aller pour des polyèdres réguliers ...


Et si on ajoute 2e au membre de droite, on va couper les arêtes ... et les sommets ...

Et avec un exposant ... on peut arrondir les choses ...

Bon, en voilà assez pour passer la nuit !

A demain, Bernard-maths

#1843 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 03-01-2021 20:15:12

Oui, effectivement !

Les exposants pairs entrainent l'exposant 2 en premier, et donc arrondissent les plans arêtes et les coins triangles ...
Il est amusant des tester des exposants fractionnaires, n=2/3 par exemple ...

Et c'est pareil pour les tétraèdres et autres ...

Bonne soirée !

Bernard-maths

#1844 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 03-01-2021 19:33:08

Bonsoir à tous, quelques précisions sur des logiciels que j'utilise, et ma philosophie !

Wiwaxia nous a envoyé de très belles images, produites avec le logiciel Surfer. Surfer est très sympa à utiliser et assez simple.
Ce que je lui "reproche", c'est de ne pas prendre en compte des fonctions "usuelles", et en particulier la valeur absolue, et la logique !

Or moi, j'en ai besoin, et à la puissance 1 ! J'ai quand même essayé, et ça plante à la saisie, bien sur.

Par contre si on prend, comme Wiwaxia, des exposants 2n donc pairs, on "perd" une partie (la moitié ?) des images possibles ... ce n’est pas un reproche ! On utilise ce qui est disponible !

J'utilise depuis "très longtemps" GéoGebra, qui a plus de possibilités en saisie, mais qui manque de possibilités en tracés 3D ...
Par exemple il ne sait pas tracer le cube que j'ai donné en 1er, si on en introduit l'équation avec valeurs absolues !
Pourtant, une fois j'ai eu un tracé réussi, mais qui a disparu (!!!) et ne s'est jamais refait ...
Surfer ne peut pas non plus, à cause des valeurs absolues ...

Alors, personnellement, j'établie des formules, que je décompose par analyse des signes à l'intérieur de chaque valeur absolue, et je construis géométriquement les figures correspondantes. C'est beaucoup de travail, mais c'est très "chouette" !


Je reste "formateur", c'est à dire que je veux bien vous présenter mes "découvertes", mais je voudrais surtout vous en expliquer la création des formules, et qu'à partir de là, vous puissiez créer des nouveautés !

Je suis aussi un peu artiste, et je suis prêt à détourner une figure pour en faire autre chose, et comme j'aime bien le dire, "pour rendre les maths attrayantes, il faut mettre un peu d'art aux maths" ...

Pour finir, moi j'aime bien l'équation : abs(x) + abs(y) + abs(z) = a > 0, c'est plus pointu que les formes octaédriques présentées ci-dessus par Wiwaxia, et ça prouve que l'exposant 1 sur une valeur absolue est utile ... !

Bonsoir à tous, et portez vous bien,

Bernard-maths

#1845 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 03-01-2021 18:24:40

Bravo Wiwaxia, je vois que tu te défoules ! ... dans mon dos ?

Donc je t'invite à explorer :
que je voulais amener plus doucement pour le reste des curieux …

1) la formule |x-a|+|x+a|+|y-a|+|y+a|+|z-a|+|z+a|=6a

2) ce que ça donne avec e ≥ 0, |x-a|+|x+a|+|y-a|+|y+a|+|z-a|+|z+a|=6a+2e

3) et comment « arrondir » les bords et les coins ?

Courage, je sais que ça va t’amuser … !

Courage aussi à tous ceux qui seraient tentés, je suis prêt à apporter des « cheminements ».

Bernard-maths

#1846 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 02-01-2021 16:38:02

Bonjour, et merci Wiwaxia.

Le week-end va être un peu agité ... donc je reviendrai lundi.

Bonne année à tous ...

Bernard-maths

#1847 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 01-01-2021 18:20:17

Bonsoir Wiwaxia ! Pour tout dire je t'attendais bien comme "premier client" à résoudre mon énoncé ... car tu es sur tous les fronts.

Ton analyse est bien correcte, mais un peu "ésotérique" pour les moins matheux. C'est pour cela que j'indiquais un cheminement possible, qui reprend en fait ma démarche intellectuelle pour trouver cette équation ...

Je vais laisser encore un peu de temp pour ceux qui voudraient encore chercher à décortiquer cet énoncé, et j'enverrai "la" solution dans 2 jours. En attendant, j'ai 3 questions à te poser, s'il te plaît :


1) as-tu déjà rencontré ce genre d'équation, pour le cube, ou un autre polyèdre ? Car je vais aller dans ce sens, à ma façon ...

2) J'ai vu qu'un certain monsieur ROTARU Paul, phD en fac aux USA, a écrit un article de 12 pages sur la revue (épuisée) QUADRATURE n° 64 en 2007, parlant de méthodes générales pour les équations de polyèdres, et plus, MAIS je n'ai jamais pu obtenir ce texte, je tourne en rond dans les recherches ... Pourrais-tu l'obtenir ? Je pense être sur le même genre de voies que lui, mais je me suis bien amusé à chercher ce que je vous expose, et je voudrais savoir ce qu'il en est réellement !!!

3) Enfin quel logiciel utilises-tu pour faire les beaux dessins que tu mets ? Perso j'utilise GeoGebra 5, et je vais mettre mes dessins en libre accès sur leur site, ce sera plus facile pour communiquer !?

Voilà, merci pour ta 1ère réponse, et tes 3 réponses à venir ...

Cordialement, Bernard-maths

#1848 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Equation pour volumes non standards » 31-12-2020 15:15:31

Bonjour Yann ! J'ai plusieurs idées pour ces calculs :
1) J'ai tapé sur Google "densité viande rouge", et j'ai eu :

Bon, dans la viande crue maigre, il y a 800 kg/m3 d'eau et 280 kg/m3 de protéines… Ce qui fait que la masse volumique de la viande maigre est de 1,08 kg/l et sa densité est de 1,08 ! Du coup pour la viande crue maigre séchée (complètement déshydratée), la masse volumique est de 1,35 kg/l !11 août 2015

Quelle est la densité de la viande ? | La recette du dredi !

blog.deluxe.fr › sauces-et-preparations › quelle-est-la-den...

Donc en pesant les morceaux tu peux avoir une idée du volume en calculant V = masse / 1.08. Vérifier/ajuster avec quelques-uns des 24 morceaux connus !

2) Ajuster le coeff 1.08 avec un vrai morceau de foie : le peser poids P (en g), et avec un récipient gradué en ml (cm^3), le tremper dans un liquide (eau) et voir de combien le volume total varie, d'où son volume V. Le coeff est alors coeff = P/V.


3) Faire des statistiques ! Avec les 24 morceaux connus, pour chacun calculer le volume de la "boite" de dimensions a, b et c :Vboite =a fois b fois c ; puis diviser le volume réel par Vboite, on a un coeff ... faire la moyenne des 24 coeff, on aura un coeff moyen pour passer du volume des boites des 22 morceaux, à leur "vrai" volume estimé !

Mais la forme des morceaux peut jouer sur la "précision" ; on peut alorsd chercher des coeff en fonction des types de formes repérées ...

Bon, eh bien bons calculs !

Cordialement, Bernard-maths

#1849 Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Des équations et des cubes » 31-12-2020 11:43:45

Bernard-maths
Réponses : 108

Bonjour à tous ! Je suis nouveau sur Bibm@th, j’étais prof de maths, et j’ai 75 ans. Internet ne m’apporte pas toujours les réponses que j’attends, alors je cherche et trouve des trucs amusants … Je vous propose de les partager, et vous me direz ce que vous en pensez, et surtout si vous avez déjà vu quelque chose du même genre, et où !

J’ai plusieurs approches possibles, mais pour cette fois je vous propose une équation de cube basée sur une propriété du carré … bon amusement ? Alors, le cube, une première équation vite fait ?

On considère un cube ABCDEFGH de centre O, origine d’un repère orthonormé de l’espace. Si a est un nombre positif, les 8 sommets ont pour coordonnées (± a, ± a, ± a), avec A (a,a,a), B(-a,a,a), etc ... ABCD est la face « du dessus » et EFGH celle « du dessous ». Pouvez-vous expliquer pourquoi une équation cartésienne du cube, en 3 facteurs,  est :    

(||x-a|+|x+a|+|y-a|+|y+a|-4a|+||z|-a|) (||y-a|+|y+a|+|z-a|+|z+a|-4a|+||x|-a|) (||z-a|+|z+a|+|x-a|+|x+a|-4a|+||y|-a|) = 0   ?

Pour ceux qui bloquent un peu … voici un cheminement possible :

Sur la face supérieure ABCD, plaçons un point M à l’intérieur. M se projette en H sur [AB], en I sur [BC], en J sur [CD] et en K sur [DA]. Montrer que : (MH + MJ) + (MI + MK) = 4a. Vérifier que c’est vrai aussi sur le carré (périmètre), mais que à l’extérieur on a :
MH + MJ + MI + MK > 4a. Quand je dis extérieur, cela veut dire 1) dans le plan du carré MAIS en-dehors, 2) en-dehors du plan du carré (dessus ou dessous) ...

MH + MJ + MI + MK = 4a est donc une équation du carré plein !

En déduire l’équation cartésienne suivante de ABCD :     ||x-a| + |x+a| + |y-a| + |y+a| - 4a|+ |z - a|  = 0.

Merci pour vos commentaires ...

Portez-vous bien, et Bonne Année 2021 à tous, Bernard-maths.

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