Équation cartésienne
Bonjour,
Soit la surface $S$ d’équation cartésienne $(xyz)^2 = 1$ (voir figure) et $\Sigma$ l’ensemble des projections orthogonales de $O$ sur les plans tangents à $S$. Donner une équation cartésienne de $\Sigma$.
J'ai trouvé l’équation du plan tangent à S en un point $(a,b,c)\in S$ à savoir $(x-a)\frac 1a+(y-b)\frac 1b+(z-c)\frac 1c=0$ et d’après ce fil http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?2,254990,254992#msg-254992 la projection de O sur le plan tangent est le point $M(X,Y,Z)$ avec $X=\frac {t_0}a, Y=\frac {t_0}b, Z=\frac {t_0}c$ avec $t_0=\frac 3{\frac 1{a^2}+\frac 1{b^2}+\frac 1{c^2}}$
Après je ne sais plus quoi faire ! ( manque d’expérience en géométrie)
Merci pour votre aide
edit correction erreurs de frappes
Soit la surface $S$ d’équation cartésienne $(xyz)^2 = 1$ (voir figure) et $\Sigma$ l’ensemble des projections orthogonales de $O$ sur les plans tangents à $S$. Donner une équation cartésienne de $\Sigma$.
J'ai trouvé l’équation du plan tangent à S en un point $(a,b,c)\in S$ à savoir $(x-a)\frac 1a+(y-b)\frac 1b+(z-c)\frac 1c=0$ et d’après ce fil http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?2,254990,254992#msg-254992 la projection de O sur le plan tangent est le point $M(X,Y,Z)$ avec $X=\frac {t_0}a, Y=\frac {t_0}b, Z=\frac {t_0}c$ avec $t_0=\frac 3{\frac 1{a^2}+\frac 1{b^2}+\frac 1{c^2}}$
Après je ne sais plus quoi faire ! ( manque d’expérience en géométrie)
Merci pour votre aide
edit correction erreurs de frappes
Le 😄 Farceur
Réponses
-
Bonjour Gebrane0
C'est juste un problème d'élimination des variables $(a,b,c)$ entre ces équations, la difficulté pour un débutant étant de ne pas tourner en rond.
$(abc)^2=1$, $x=\frac{\lambda}a$, $y=\frac{\lambda}b$, $z=\frac{\lambda}c$, $\lambda=\dfrac 3{\frac 1{a^2}+\frac 1{b^2}+\frac 1{c^2}}$
Je commence et je te laisse terminer:
$\lambda=\dfrac 3{\frac{x^2}{\lambda^2}+\frac{y^2}{\lambda^2}+\frac{z^2}{\lambda^2}}=\dfrac{3\lambda^2}{x^2+y^2+z^2}$
Amicalement
[small]p[/small]appus -
Effectivement, on peut éliminer les variables a, b,c puisque $(xyz)^2=\lambda^6$ et donc l’équation cartésienne est
$$(x^2+y^2+z^2)^6=3^6 x^2y^2z^2$$
Merci pappus ( l’expérience marque la différence)Le 😄 Farceur -
Bravo Gebrane0!
Est-ce que tu dors de temps en temps?
Amicalement
[small]p[/small]appus -
Partir de $xyz=1$ donne aussi un résultat intéressant.
J'apellerais ces surfaces surfaces podaires. -
Bonjour, Une autre équation cartésienne à chercher qui me pose problème
Soir $S$ la surface $x^2+2y^2+z^2=1$. Donner une équation du cylindre C dont les génératrices sont dirigées par le
vecteur (1,1,1)) et sont tangentes à S. Je ne comprends pas la signification exacte de la phrase soulignée
Merci de votre explicaionLe 😄 Farceur -
Un cylindre est la réunion d'une famille de droites toutes parallèles (ayant toutes la même direction), appelées génératrices du cylindre. Le cylindre en question est la réunion des droites parallèles au vecteur $(1,1,1)$ qui sont tangentes à l'ellipsoïde $S$.
-
Bonsoir
C'était une question d'oral de concours quand j'étais taupin et il y avait intérêt à écrire l'équation de ce cylindre dans les délais les plus brefs !
Amicalement
[small]p[/small]appus -
Bonjour,
@gebrane: Et donc, pour caractériser un cyclindre, en plus de la direction des génératrices, il suffit de...
@pappus: Il fallait arriver assez vite à trouver ce cylindre, parce qu'il y avait quelques autres questions pour meubler la planche d'oral, comme déterminer le plan des contacts et calculer les volumes découpés par ce plan dans l'ellipsoïde,
Cordialement, Pierre -
déterminer le plan des contactscalculer les volumes découpés par ce plan dans l'ellipsoïde
-
@Gabuzomeu. Certes. C'est bien pourquoi il n'est pas inutile de poser ce genre de questions dans un oral. Cela permet de trier entre "ceux qui voient" la propriété générale des plans de contact, "ceux qui ne voient pas" mais calculent les intégrales à toute vitesse... et voient après coup, et ceux à qui on va poser une question plus facile.
Cordialement, Pierre. -
Mon cher Gebrane0
Quand je dis les délais les plus brefs, j'entends par là que son écriture devait être instantanée pour qui savait son cours évidemment!
Amicalement
[small]p[/small]appus -
Une première difficulté que j'avais des le début, c’était la définition d'un cylindre! pour moi il y a deux types de cylindre, un cylindre de longueur fini ou un cylindre de longueur infini
En suivant les indications de Gabu, j'ai compris qu'on parle d'un cylindre infini et je tombe sur deux équations
$(x,y,z)\in C$ si
$(x+\lambda)^2+2(y+\lambda)^2+(z+\lambda)^2-1=0\\
2(x+\lambda)+4(y+\lambda)+2(z+\lambda)=0\\$
où $\lambda \in \R$
la première vient du fait que (x,y,z)+\lambda (1,1,1)\in S
La deuxième vient par le calcul du gradient
La difficulté je crois est d’éliminer le paramètre $\lambda$ ce que je trouve non évident ( sauf si c'est un déjà vu)
edit en fait on a une seule equation, la premiere implique la deuxieme par derivation ce edit c'etait une betiseLe 😄 Farceur -
Ne serait-ce pas évident si tu contemplais la deuxième équation pour t'apercevoir qu'elle donne immédiatement $\lambda$ en fonction de $x,y,z$ ?
-
Aie! je n' y même pas pensé, je me suis compliqué la vie en élevant au carrée la deuxième équation et faire la différence....
Merci Gabu ( maintenant je connais la méthode et je peux traiter des questions similaires en moins de 5 minutes)
On demande après, de calculer l'aire projetée orthogonalement de l'ellipsoïde S sur le plan $x+y+z=0$
Je ne sais s'il y a derrière un calcul d’intégrale!
Une aide pour démarrer
Merci d'avanceLe 😄 Farceur -
Vois-tu un rapport avec la question précédente ?
-
l'intersection du cylindre avec le plan z=0 donne une ellipse ( à calculer son aire). Puis on projette cette ellipse sur le plan x+y+z=1
Aie! comment calculer l'aire de l'ellipse projeté ? à méditer .Le 😄 Farceur -
l'intersection du cylindre avec le plan z=0 donne une ellipse ( à calculer son aire). Puis on projette cette ellipse sur le plan x+y+z=1
-
Bonjour
De mémoire
Voici l'équation du cylindre circonscrit à cet ellipsoïde dont les génératrices sont parallèles au vecteur $(p,q,r)$:
$$(px+2qy+rz)^2-(p^2+2q^2+r^2)(x^2+2y^2+z^2-1)=0$$
Aurais-je été recalé ?
Amicalement
[small]p[/small]appus -
Pas évident de calculer le cosinus de l'angle des vecteurs unitaires normaux aux plans $z=0$ et $x+y+z=0$ ??
Moi, je préférerais le plan $y=0$, vu que $x$ et $z$ joue des rôles symétriques. -
Mon cher Gebrane0
J'avoue n'avoir pas regardé tes calculs mais je te fais confiance.
Ce que je voulais souligner, c'est qu'autrefois l'équation d'un cône ou d'un cylindre circonscrit à une quadrique était une question de cours et qu'elle devait s'écrire instantanément.
Vérifie plutôt car je ne suis pas sûr de moi que nos équations sont les mêmes.
Amicalement
[small]p[/small]appus -
Ah bon?
edit : ok c'est la définition en fait c'est çà?
edit 2 : Je pensais qu'on définissait un angle entre deux plans à partir des vecteurs directeurs de deux droites d'intersection avec un plan qui leur est orthogonal...? -
Merci ! Je dormirai moins bête ! (J'ai de moins en moins de problèmes du coup)
-
@gabu
Un grand merci tu es un grand pédagogue
@pappus
Bonjour,
Je viens de comprendre ta formule $(px+2qy+rz)^2-(p^2+2q^2+r^2)(x^2+2y^2+z^2-1)=0\quad (*)$. En effet
les deux équations
$(x+\lambda p)^2+2(y+\lambda q)^2+(z+\lambda r)^2-1=0\\
2p(x+\lambda p)+4q(y+\lambda q)+2r(z+\lambda r)=0\\$
expriment que $\lambda$ est une racine double du polynôme ( de degré2 en $\lambda$ à savoir
$P(\lambda)=(x+\lambda p)^2+2(y+\lambda q)^2+(z+\lambda r)^2-1$
( puisque $P(\lambda)=0$ et $P'(\lambda) =0$)
Et dire racine double c'est dire discrètement nul, apres caclul je trouve ta formule.
1)Une question est ce que l’étudiant est censé apprendre par cœur la formule (*) pour dire qu'il a bien compris son cours?
2)Pappus tu es un grand géomètre, quel est ta façon pour trouver la formule (*)
CordialementLe 😄 Farceur -
Dans un message, pappus a parlé du cône circonscrit. Une aide pour trouver l" équation du cône circonscrit à SLe 😄 Farceur
-
Mon cher Gebrane0
Sous toute réserve, voici l'équation du cône circonscrit de sommet $(p,q,r)$ à ton ellipsoïde.
$$(px+2qy+rz-1)^2-(p^2+2q^2+r^2-1)(x^2+2y^2+z^2-1)=0$$
Remarque la grande similitude avec celle du cylindre.
En fait en coordonnées homogènes c'est à dire du point de vue de la géométrie projective, c'est exactement la même équation qui s'obtient de la manière que tu as dite c'est à dire en annulant un discriminant.
Il faut se reporter aux vieux livres de Taupe de l'époque comme le Commissaire et Cagnac ou peut-être plus récemment comme le Lelong-Ferrand-Arnaudiès.
Amicalement
[small]p[/small]appus -
Merci pappus pour la formule, je suis sûr que je vais la retrouver mais je veux juste une idée pour donner les équations
( je préfère chercher les choses uniquement avec mon cerveau au lieu de consulter des livres)
CordialementLe 😄 Farceur -
Mon cher Gebrane0
Ta figure ne montre qu'un seul cône qui a deux nappes, il est vrai comme tout cône qui se respecte
Je crois que tu n'as pas bien compris la définition d'un cône!!
Amicalement
[small]p[/small]appus -
Bonsoir Gebrane0
Ce n'est pas la forme classique d'un cône connue de monsieur tout le monde qui compte mais sa définition mathématique et dans cette définition une génératrice du cône est une droite toute entière!!
Amicalement
[small]p[/small]appus -
Merci mon sauveur pappus, j'ai crus que la génératrice était seulement une demi droite ( même confusion sur la définition d'un cylindre)
La question est devenue triviale : La première équation s’écrit $(x,y,z)\in C$ si $\lambda (x,y,z) +(1-\lambda) (p,q,r)\in S$ où $\lambda\in \R$
Ps je ne trouve pas ta formule mais celle ci
$(p(x-p)+2q(y-q)+r(z-r))^2-(p^2+2q^2+r^2-1)((x-p)^2+2(y-q)^2+(z-r)^2)=0$Le 😄 Farceur -
Bonsoir Gebrane0
Nos équations devraient être proportionnelles, espérons le!
Amicalement
[small]p[/small]appus -
Qui a le courage de trancher ? :-DLe 😄 Farceur
-
Félicitations : d'après Sage, vos deux expressions sont égales !
-
Bonne nouvelle merci Math Coss
En dimension n, J'aimerais comprendre comment calculer le volume de la projection orthogonale d'une ellipsoïde sur un Hyperlan
Question:quelle est l’équation d'une ellipsoïde en dimension n ?
deja fait dans http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?8,705200,705969Le 😄 Farceur -
Bonne Nuit
Voici le traitement projectif.
L'équation homogène de la quadrique projective est:
$$x^2+2y^2+z^2-t^2=0$$
Un paramétrage homogène d'une génératrice du cône de sommet $(p:q:r:s)$ tangent à la quadrique est:
$$\lambda\mapsto (p+\lambda x:q+\lambda y:r+\lambda z:s+\lambda t)$$
L'équation aux $\lambda$ des points d'intersection de cette génératrice avec le cône est:
$$(p+\lambda x)^2+2(q+\lambda y)^2+(r+\lambda z)^2-(s+\lambda t)^2=0$$
c'est à dire:
$$(x^2+2y^2+z^2-t^2)\lambda^2-2(px+2qy+rz-st)\lambda+p^2+2q^2+r^2-s^2=0$$
La génératrice sera tangente si on a une racine double:
$$(px+2qy+rz-st)^2-(x^2+2y^2+z^2-t^2)(p^2+2q^2+r^2-s^2)=0$$
Si le sommet $(p:q:r:s)$ est à distance finie, $s\ne 0$
L'équation de la partie affine du cône s'obtient alors en déshomogénéisant:$s=t=1$ et on a:
$$(px+2qy+rz-1)^2-(p^2+2q^2+r^2-1)(x^2+2y^2+z^2-1)=0$$
Si ce sommet est à l'infini, alors $s=0$
L'équation de la partie affine du cône s'obtient en déshomogénéisant:$s=0$ et $t=1$ et on a:
$$(px+2qy+rz)^2-(p^2+2q^2+r^2)(x^2+2y^2+z^2-1)=0$$
Amicalement
[small]p[/small]appus
PS
Quand j'étais taupin, on maniait les coordonnées homogènes sans savoir que nous faisions de la géométrie projective en dimension $1$, $2$ et $3$.
Aujourd'hui il reste la droite projective et les espaces vectoriels avec leurs coordonnées dont on a rien à cirer qu'elles soient homogènes. Les quadriques ont pratiquement disparu à part leurs noms et il reste les formes quadratiques et leurs signatures, encore heureux!
Quant au pauvre Gebrane0, il doit naviguer à vue entre les cônes et les cylindres affines.
Remarquez que mon paramétrage projectif de la génératrice affine est dans le cas du cône:
$$\lambda \mapsto (\dfrac{p+\lambda x}{1+\lambda}, \dfrac{q+\lambda y}{1+\lambda},\dfrac{r+\lambda z}{1+\lambda})$$
à comparer avec le paramétrage affine utilisé par Gebrane0:
$$\lambda\mapsto ((1-\lambda)p+\lambda x,(1-\lambda)q+\lambda y, (1-\lambda)r+\lambda z)$$ -
Merci pappus pour ces détails. Peux-tu m'indiquer un pdf agréable à lire sur la géométrie projective stp .Le 😄 Farceur
-
Mon cher Gebrane0
Non je ne connais pas de pdf sur ce sujet mais cela doit bien trainer sur la toile.
En tout cas, ce ne sont pas les livres qui manquent en français, par exemple les petits ouvrages de Samuel et de Sidler et surtout ceux en anglais.
Amicalement
[small]p[/small]appus
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.
Bonjour!
Catégories
- 163.2K Toutes les catégories
- 9 Collège/Lycée
- 21.9K Algèbre
- 37.1K Analyse
- 6.2K Arithmétique
- 53 Catégories et structures
- 1K Combinatoire et Graphes
- 11 Sciences des données
- 5K Concours et Examens
- 11 CultureMath
- 47 Enseignement à distance
- 2.9K Fondements et Logique
- 10.3K Géométrie
- 65 Géométrie différentielle
- 1.1K Histoire des Mathématiques
- 69 Informatique théorique
- 3.8K LaTeX
- 39K Les-mathématiques
- 3.5K Livres, articles, revues, (...)
- 2.7K Logiciels pour les mathématiques
- 24 Mathématiques et finance
- 314 Mathématiques et Physique
- 4.9K Mathématiques et Société
- 3.3K Pédagogie, enseignement, orientation
- 10K Probabilités, théorie de la mesure
- 773 Shtam
- 4.2K Statistiques
- 3.7K Topologie
- 1.4K Vie du Forum et de ses membres