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ddd2bfdc
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ddd2bfdc
authored
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 @
ddd2bfdc
...
@@ -196,27 +196,39 @@ unité d'invariant.
...
@@ -196,27 +196,39 @@ unité d'invariant.
(CME)
(CME)
1. La sphère est plongée dans l'espace tridimensionnel euclidien classique.
1. La sphère est plongée dans l'espace tridimensionnel euclidien classique.
Dans tout système de coordonnées cartésiennes $`
(O, x, y, z)
`$ 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 :
$`
(x^1_M)^2+(x^2_M)^2+(x^3_M)^2=R^2
`$, ou encore
$`
\d
isplaystyle
\s
um_{i=1}^3 (x^i_M)^2=R^2
`$
2. Précisons un peu. Quelque-soit un point $`
M
`$ à la surface de la sphère, nous pouvons
2. Précisons un peu. Quelque-soit un point $`
M
`$ à la surface de la sphère, nous pouvons
choisir un système de coordonnées cartésiennes $`
\m
athscr{S}=(O, x, y, z)
`$ 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
3. En gardant inchangés les directions et sens de axes, déplaçons l'origine à la surface
de la sphère. L'origine sera alors située au point $`
M
`$ et la nouveau système d'axes
de la sphère. L'origine du nouveau système $`
\m
athscr{S}_M=(M, x, y, z)
`$ est alors située au point $`
M
`$.
$`
(M, x', y', z')
`$ est obtenu avec le changement de variables :
$`
\b
egin{vmatrix} x'=x
\\
y'=y
\\
z'=z-R
\e
nd{vmatrix}
`$.
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 $`
M
`$ sont $`
(x_M=0
\,
,y_M=0
\,
, 0)
`$.
\- l'ensemble des points tels que $`
z_M=0
`$ définissent le plan tangent à la sphère au point $`
M
`$.
\- l'ensemble des points tels que $`
z_M=0
`$ définissent le plan tangent à la sphère au point $`
M
`$.
4. Dans ce système $`
\m
athscr{S}_M=(M, x, y, z)
`$, les coordonnées de tout point $`
P
`$ de la sphère vérifient :
$`
x_P^2+y_P^2+(z_P+R)^2=R^2
`$
<br>
En notation indicielle :
$`
(x^1_M)^2+(x^2_M)^2+(x^3_M)^2=R^2
`$, soit encore
$`
\d
isplaystyle
\s
um_{i=1}^3 (x^i_M)^2=R^2
`$
5.
4. Pour un être confiné dans les deux dimensions de la surface de la sphère (appellons-le "fourmie"), la dimension
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).
...
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