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18e44d7f
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18e44d7f
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May 27, 2021
by
Claude Meny
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..._ins/06.geometry-coordinates/40.n4/10.main/textbook.fr.md
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12.temporary_ins/06.geometry-coordinates/40.n4/10.main/textbook.fr.md
View file @
18e44d7f
...
@@ -195,40 +195,44 @@ unité d'invariant.
...
@@ -195,40 +195,44 @@ unité d'invariant.
*GEOM-NO-EUC-4.210* : variété surface d'une sphère.
*GEOM-NO-EUC-4.210* : variété surface d'une sphère.
(CME)
(CME)
1.
La sphère est plongée dans l'espace tridimensionnel euclidien classique.
La sphère est plongée dans l'espace tridimensionnel euclidien classique.
Dans tout système de coordonnées cartésiennes $`
\m
athscr{S}_O=(O, x, y, z)
`$ où l'origine $`
O
`$
Dans tout système de coordonnées cartésiennes $`
\m
athscr{S}_O=(O, x, y, z)
`$ où l'origine $`
O
`$
des coordonnées est située au centre de la sphère de rayon $`
R
`$, les coordonnées
des coordonnées est située au centre de la sphère de rayon $`
R
`$, les coordonnées
$`
(x_M, y_M, z_M
`$ de tout point $`
M
`$ situé à la surface de la sphère vérifient :
$`
(x_M, y_M, z_M
`$ de tout point $`
M
`$ situé à la surface de la sphère vérifient :
<br>
$`
x_M^2+y_M^2+z_M^2=R^2
`$,
$`
x_M^2+y_M^2+z_M^2=R^2
`$,
<br>
soit en notation indicielle :
soit en notation indicielle :
$`
(x^1_M)^2+(x^2_M)^2+(x^3_M)^2=R^2
`$, ou encore
$`
(x^1_M)^2+(x^2_M)^2+(x^3_M)^2=R^2
`$,
ou encore
$`
\d
isplaystyle
\s
um_{i=1}^3 (x^i_M)^2=R^2
`$
$`
\d
isplaystyle
\s
um_{i=1}^3 (x^i_M)^2=R^2
`$
2.
Précisons un peu. Quelque-soit un point $`
M
`$ à la surface de la sphère, nous pouvons
Précisons un peu. Quelque-soit un point $`
M
`$ à la surface de la sphère, nous pouvons
choisir un système de coordonnées cartésiennes $`
\m
athscr{S}_O=(O, x, y, z)
`$ d'origine $`
O
`$ au centre
choisir un système de coordonnées cartésiennes $`
\m
athscr{S}_O=(O, x, y, z)
`$ d'origine $`
O
`$ au centre
de la sphère, et tel que $`
M
`$ soit situé sur l'axe $`
Oz
`$ : les coordonnées du point $`
M
`$
de la sphère, et tel que $`
M
`$ soit situé sur l'axe $`
Oz
`$ : les coordonnées du point $`
M
`$
sont alors $`
(x_M=0
\,
,y_M=0
\,
, z_M=R)
`$, et elle vérifient bien sûr toujours $`
x_M^2+y_M^2+z_M^2=R^2
`$.
sont alors $`
(x_M=0
\,
,y_M=0
\,
, z_M=R)
`$, et elle vérifient bien sûr toujours $`
x_M^2+y_M^2+z_M^2=R^2
`$.
3.
En gardant inchangés les directions et sens de axes, déplaçons l'origine à la surface
En gardant inchangés les directions et sens de axes, déplaçons l'origine à la surface
de la sphère. L'origine du nouveau système $`
\m
athscr{S}_M=(M, x, y, z)
`$ est alors située au point $`
M
`$.
de la sphère. L'origine du nouveau système $`
\m
athscr{S}_M=(M, x, y, z)
`$ est alors située au point $`
M
`$.
Nous pouvons alors faire 3 remarques :
Nous pouvons alors faire 3 remarques :
\- ce nouveau système d'axe reste cartésien.
\- ce nouveau système d'axe reste cartésien.
\- les coordonnées du point $`
M
`$ sont $`
(x_M=0
\,
,y_M=0
\,
, 0)
`$.
\- les coordonnées du point $`
M
`$ origine sont $`
(0,0,0)
`$.
\- l'ensemble des points tels que $`
z_M=0
`$ définissent le plan tangent à la sphère au point $`
M
`$.
\- l'ensemble des points $`
P
`$ tels que $`
z_P=0
`$ définissent le plan tangent à la sphère au point $`
M
`$.
Dans ce système $`
\m
athscr{S}_M=(M, x, y, z)
`$, les coordonnées de tout point $`
P
`$ de la sphère vérifient :
4. Dans ce système $`
\m
athscr{S}_M=(M, x, y, z)
`$, les coordonnées de tout point $`
P
`$ de la sphère vérifient :
$`
x_P^2+y_P^2+(z_P-R)^2=R^2
`$
$`
x_P^2+y_P^2+(z_P+R)^2=R^2
`$
<br>
En notation indicielle :
En notation indicielle :
$`
(x^1_M)^2+(x^2_M)^2+(x^3_M)^2=R^2
`$, soit encore
$`
(x^1_P)^2+(x^2_P)^2+(x^3_P-R)^2=R^2
`$.
$`
\d
isplaystyle
\s
um_{i=1}^3 (x^i_M)^2=R^2
`$
5.
4. Pour un être confiné dans les deux dimensions de la surface de la sphère (appellons-le "fourmie"), la dimension
Pour un être confiné dans les deux dimensions de la surface de la sphère (appellons-le "fourmie"), la dimension
portée par l'axe $`
Mz
`$ n'existe pas. Il ne peut décrire sa variété 2D qu'avec le système de coordonnées
portée par l'axe $`
Mz
`$ n'existe pas. Il ne peut décrire sa variété 2D qu'avec le système de coordonnées
$`
\m
athscr{S}_M=(M
\,
,x
\,
,y)
`
$ qu'il s'est construit (ou un système équivalent).
$`
\m
athscr{S}_M=(M
\,
,x
\,
,y)
`$ qu'il s'est construit (ou un système équivalent). Pour lui, l'équation vérifiée
par les coordonnées de tout point $`
P
`
$ est :
...
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