Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau autre
Partager :

Hypercube , qu'est ce que c'est ?

Posté par
kentifo
12-08-07 à 14:55

Bonjour à tous !

Je ne savais pas ou poster ce message,alors je l'est mis ici .
Voilà je suis en seconde et je vais passer en première S ---> (c'est ma vie )


En fait je voulais avoir des renseignements sur l'hypercube ; ce que je sais de cette figure c'est quel est de dimension n=4 ,celà veut donc dire en maths que 4 vecteurs la compose? (Cela m'ammène a vous poser la question Quelles sont les différences entre les dimensions mathémathiques et physiques ?)

Pour en revenir à l'hypercube je voudrais savoir si possible :
-A quel niveau on l'étudie?
-Comment est t-il constitué?
-Pouvons nous  le réprésenter ?
-A quoi pourrait-il servir?
-Est ce un concept purement mathémathiques ?

                                           Merci pour votre attention.

édit Océane

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 15:45

Hello kentifo,

Tu es curieux dis donc pour un première S (tant mieux )

Pour commencer, un petit tour sur wikipédia te renseignera sûrement un peu : (comment il est constitué et représenté ; au passage, il n'est pas forcément de dimension 4)

En maths -ça peut sembler bizarre- tu peux imaginer des espaces de n'importe quelle dimension... suffit de pas vouloir de dessin, c'est très abstrait (mais très bien défini mathématiquement).

Critou

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 16:10

Merci Critou ,mais j'avais déjà jeté un coup d'oeil

Mais wikipédia ne me dis pas à quoi il peut servir,ni a quel niveau on l'étudie^^.
Je voulais savoir si on pouvais le construire comme on construit un cube?

Et sinon est ce que vous pourriez me renseigner sur les dimensions?
En effet j'ai cru comprendre quand maths on définissez une dimmension par un vecteur , donc on peut en mettre autant que l'on veut.(corrigez moi si je me trompe)
Mais en physique comment on définit une dimension ? La 4ème dimension qu'on nomme  "temps" serait il un vecteur?(quel serait sa direction ,son sens et sa norme?).
Celà me semble bizarre, pourriez vous m'éclairer svp?

                  Merci de votre compréhension .

Posté par
Skops
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 16:26

zavez vu les films ?

Skops

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 17:12

Salut Skops

Oui je les est tous vu Cube , Cube2(Hypercube) et Cube Zéro.
Le premier opus est pas mal , original .
Le deuxième volet est bien , il y a des théories interressantes mais à la fin ca part trop en vrille quand l'hypercube se désintègre et que la fille fait le saut ridicule ..enfin bref
Cube zéro n'a pas grand interet ,mis a part pour les amateurs de films gore et pour comprendre le premier opus.

PS: Si vous avez vu Cube , vous avez vu que c'est l'handicapé qui s'en sort.
Cube zéro raconte son histoire.

Voilà , sinon quelqu'un pourrait répondre à mes questions svp je suis impatient

Posté par
Skops
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 17:20

D'après Wikipedia, le mec de Cube Zero qui est parti chercher sa copine est en fait l'handicapé du premier.

Skops

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 17:29

Oui ,c'est exact enfait l'handicapé était un gérant du cube avant .. puis à la fin il se faitt effacer la mémoire et réinserer dans le cube cette fois .voilà si tu veut le voir il y a des trucs marants (ou pas ) dedans (par exemple un moment un mec réussit a sortir du cube , il se retrouve dans une salle plongé dans l'obscurité et la une boite vocal lui demande si dieu existe ; il ne sait pas quoi dire puis il dit "non" ----> il se fait brûler vif ...

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 17:34

Oulà je vous laisse parler films moi je suis inculte

Citation :
En effet j'ai cru comprendre qu'en maths on définissait une dimension par un vecteur

Oui et non :
Tu dois savoir qu'une droite est de dimension 1, un plan de dimension 2, et l'espace habituel de dimension 3.
Une droite est effectivement définie par un vecteur. Mais si tu prends deux vecteurs, s'ils sont colinéaires tu n'auras pas un plan mais toujours une droite. Un plan est défini par deux vecteurs non colinéaires, mais l'ajout d'un troisième vecteur appartenant à ce plan ne te fera pas monter d'une dimension. Tu vois ce que je veux dire ?
Mais oui, on peut se débrouiller pour trouver autant de vecteurs qu'on veut pour avoir un espace de dimension quelconque n.

La physique n'a pas exactement la même vision des dimensions que les maths :
Citation :
La physique utilise beaucoup la notion mathématique d'espace vectoriel. On peut vulgariser cette notion en disant que
la dimension d'un espace est le nombre de variables qui servent à définir un état, un événement.
Ainsi par exemple, on dit classiquement que notre univers est à quatre dimensions, puisqu'un événement se définit par la position dans l'espace (x, y, z) et l'instant t auquel cet événement survient.


Mais bon, moi je suis pas physicienne

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 17:40

Sinon, je ne pense pas que l'hypercube soit un sujet qu'on étudie particulièrement à un moment donné. J'ai dû en entendre vaguement parler une fois cette année (L2). Ça n'est pas à mon programme de l'an prochain. Je suppose que ça figure juste dans certaines options de géométrie (aucune idée en quelle année, mais ça n'a pas l'air très très compliqué).
Quand tu demandes si tu peux construire un hypercube comme tu construis un cube, tu veux dire avec un bout de carton par exemple ? dans ce cas non.

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 18:04

Merci Critou.
Donc d'après ce que j'ai cru comprendre deux vecteurs non colinéaires constitue un plan , et l'espace tri-dimensionnel est défini par 2 vecteurs non colinéaires (le plan) et d'un troisième vecteur n'appartenant pas a ce plan mais ce troisième vecteur est -il obligé d'être perpendiculaire a ce plan comme pour le cube?

On sait donc que pour le plan est défini par deux vecteurs non colinéaire,l'espace par le plan et un troisième vecteur "perpendiculaire?" a celui-ci.
Quel serait la condition pour le quatrième vecteur monter d'une dimension?
Pourrait-on la réprésenter comme une figure géométrique commme le cube pr la 3D?

PS:En physique  la théorie des "supercordes",évoque la possibilité d'un espace a 21 dimensions.

Kentifo xD

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 18:09

excusez moi c'est 26 dimensions et non pas 21

Posté par
Skops
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 19:08

kentifo >> J'ai vu les 3

Mais je reverrai bien le 1

Skops

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 19:27

Normal le 1 opus de toutes trilogie c'est toujours le meilleur question orginalité après c'est toujours un peu rébarbatif.

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 19:51

Citation :
deux vecteurs non colinéaires constitue un plan , et l'espace tri-dimensionnel est défini par 2 vecteurs non colinéaires (le plan) et d'un troisième vecteur n'appartenant pas a ce plan mais ce troisième vecteur est -il obligé d'être perpendiculaire a ce plan comme pour le cube?

Non, pas du tout. Comme pour un plan d'ailleurs, les 2 vecteurs ne sont pas forcément perpendiculaires non plus.

Pour passer d'un espace de dimension 3 à un espace de dimension 4 : supposons que ton espace de dim 3 soit défini par les 3 vecteurs u, v et w. Il faut ajouter un vecteur x tel que :
u+v+w+x=0 ====0    (1)
Si une famille de vecteurs vérifie cette propriété, on dira qu'elle est libre, ou que les vecteurs sont linéairement indépendants.

C'est exactement la même chose que pour passer d'une droite à un plan par exemple : supposons que ta droite soit définie par un vecteur u. Si tu ajoutes un vecteur v tel qu'on puisse obtenir le vecteur nul par combinaison linéaire de u et v : 0, 0 tq u+v=0, alors tu as u=-v, soit u=(-/)v, et donc u et v sont colinéaires, tu n'as pas de plan.

Exercice :
On considère l'espace (espace vectoriel) défini par les 4 vecteurs :
u(1,0,0,0), v(0,1,0,0), w(0,0,1,0), x(1,0,0,1)
Est-ce que cet espace est de dimension 4 ?

Et avec u(1,0,0,0), v(0,1,0,0), w(0,0,1,1), x(1,0,1,1) ?

Bon, j'espère que ce n'est pas trop flou ...

Bonne soirée !

Critou

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 21:04

Faut calculer ou non?

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 21:14

Pour le premier, faut chercher si u, v, w et x satisfont la propriété (1) ou pas . Suppose la partie gauche de l'implication, ça te fera un système d'équations à résoudre...

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 21:17

Ahh je vien de comprendre.
Pour le 1)Non ,l'espace n'est pas en 4D car x est colinéaire a u
        2)Je ne comprends pas , cela veut dire que x est colinéaire a u,v et w?

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 21:30

Citation :
Non ,l'espace n'est pas en 4D car x est colinéaire a u

Ah bon, tu es sûr ?
x colinéaire à u tel que x= u. Tu trouves quel alpha ??

Te laisse réfléchir, moi trop fatiguée pour ce soir !

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 21:40

Je ne sais pas faire des systèmes d'équations a quatre inconnues

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 12-08-07 à 22:12

Mais si tu sais surtout ce système-ci, il est plutôt trivial une fois qu'on l'a posé franchement si je te poste la solution tu vas rire !

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 15:28

Avec peu de conviction je dirai:

Pour le 1 :

1u+v+w+x=0
u+1v+w+x=0
u+v+1w+x=0
u+v+w+2x=0

pour le 2 :

1u+v+w+x=0
u+1v+w+x=0
u+v+2w+x=0
u+v+w+3x=0

...

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 16:07

Les équations sont en alpha, beta, gamma et delta les vecteurs u, v, w eet x sont connus, eux.

Rmarque préliminaire pour t'éclaircir les idées :
si 2$ u=\(\begin{tabular}1\\0\\0\\0\end{tabular}\) , 2$ \alpha u=\(\begin{tabular}\alpha\\0\\0\\0\end{tabular}\). (On multiplie toutes les coordonnées de u par ). De même pour v, w, x.
Du coup, 2$ \alpha u + \beta v + \gamma w + \delta x = 0 \Longleftrightarrow ... ?

Critou

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 17:02

Donc

u=\(1\\0\\0\\0\),\alpha u= \(\alpha\\0\\0\\0\)

v= \(0\\1\\0\\0\) , \beta v= \(0\\\beta\\0\\0\)

w=\(0\\0\\1\\0\) , \gamma w= \(0\\0\\\gamma\\0\)

x=\(1\\0\\0\\1\) , \theta x= \(\theta\\0\\0\\\theta\)

ps : \theta c'est un theta
ps2 : il faut y aller doucement avec moi , je suis long a la détente

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 17:16

Oui c'est ça. Et la somme de ces 4 vecteurs, elle vaut quoi ?

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 17:35


= \(\alpha + \theta \\\beta\\\gamma\\\theta\) ?

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 17:53

Oui. Tu as plus qu'à résoudre 2$ \(\begin{tabular}\alpha+\theta\\\beta\\\gamma\\\theta\end{tabular}\)=\vec0=\(\begin{tabular}\0\\0\\0\\0\end{tabular}\)

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 17:54

et voir si par hasard ça n'impliquerait pas que ====0

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 18:07

On a donc :

\alpha + \ theta =0
\beta=0
\gamma=0
\theta=0

donc \alpha=0-\theta
      \beta=0
      \gamma=0
      \theta=0

      \alpha=0-0
      \beta=0
       \gamma=0
       \theta=0

ainsi \alpha=0
      \beta=0
       \gamma=0
       \theta=0

Donc \alpha = \beta =\gamma=\theta =0

Nous sommes donc dans un espace de dimmension 4 . MERCI CRITOU

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 18:15

De rien tu vois, le système n'était pas difficile

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 18:18

Oui mais encore faut t-il le voir .En maths des fois je bute car je ne vois pas comment procéder alors que le procédé lui même est simple ..

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 18:52

Maintenant pour le 2eme on a :

u=\(1\\0\\0\\0\) , \alpha u = \(\alpha\\0\\0\\0\)

v=\(0\\1\\0\\0\), \beta v= \(0\\\beta\\0\\0\)

w=\(0\\0\\1\\1\) , \gamma w =\(0\\0\\\gamma\\\gamma\)

x=\(1\\0\\1\\1\) , \theta x = \(\theta\\0\\\theta\\\theta\)

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 18:55

Oui, il y a toujours une première fois

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 19:13

euh .. J'arrive a prouver que :

\beta = \alpha + \theta
  \gamma=alpha
   \gamma=-\theta
  
Mais je n'arrive pas a prouver qu'il sont égaux a zéro ou qu'ils ne le sont pas

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 19:32

Le système initial est :

\{\alpha+\theta=0 \\ \beta=0 \\ \gamma+\theta=0 \\\gamma+\theta=0 }
donc effectivement \alpha=\gamma=-\theta ie : \beta=0 , \gamma=\alpha , \theta=-\alpha

Les solutions (\alpha,\beta,\gamma,\theta) du système sont donc de la forme (\alpha,0,\alpha,-\alpha). Il y en a donc une infinité. Par exemple, avec =1, tu obtiens :
=1, =0, =1, =-1. Ces nombres étant non tous égaux à 0, la propriété du départ ((1)) est fausse.

Si tu réécris avec les valeurs ci-dessus l'égalité u+v+w+x=0, tu obtiens : u+w-x=0, c'est-à-dire x=u+w. Ce qui signifie que x est dans le plan engendré par u et w (donc n'ajoute pas de dimension supplémentaire)..
Remarque : on pouvait voir le truc souligné facilement en jetant un coup d'oeil à la tête des vecteurs, et ça a l'avantage d'aller plus vite

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 19:57

Je me disais bien que la propriété n'était pas respecté mais avec:

b=a+t ---> ca peut etre aussi bien 0 = 0+0
g=-t ---> 0= -0 (ca peut s'écrire ça?)

mais c'est vrai qu'on s'en aperçoit en regardant les vecteurs ( apès coup c'est toujours p^lus facile )

donc si je comprends bien :

1- u(1,0,0,0,0) v(0,1,0,0,0) w(0,0,1,1,0) x(0,0,0,0,1) y(1,0,1,1,1) --> n'est pas un espace de 5 dimension car y=u+w+x

En fait un vecteur est linéairement dépendant si ses coordonnées ne sont pas la somme des cordonnées des  vecteurs précedent c'est ça?

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 14-08-07 à 22:16

Ah mais avec (0,0,0,0) ça marche toujours. La question, c'est : est-ce que c'est la seule solution ?

Citation :
1- u(1,0,0,0,0) v(0,1,0,0,0) w(0,0,1,1,0) x(0,0,0,0,1) y(1,0,1,1,1) --> n'est pas un espace de 5 dimension car y=u+w+x

Exactement y appartient à l'espace engendré par les vecteurs u, w et x.

Citation :
En fait un vecteur est linéairement dépendant si ses coordonnées ne sont pas la somme des cordonnées des  vecteurs précedent c'est ça?

Pas tout à fait (au niveau de la formulation, et de ce que tu veux dire) :
Déjà on parle de vecteurs indépendants (entre eux, un seul vecteur indépendant ça ne veut rien dire) - si tu veux comprendre le nom par l'exemple : dans ton ex,  y dépendait de u, w et x).
Et on ne se limite pas à sommer, il y a aussi la multiplication qui entre en ligne de compte : si tu avais y=2,5u-6w+x, les vecteurs u, w, x et y ne seraient toujours pas indépendants. Du coup souvent on ne voit pas du premier coup d'oeil que c'est dépendant.

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 15-08-07 à 01:03

D'accord ca s'eclaircit dans mon esprit.

Donc si je comprends bien comme on est dans un espace 3D , une 4ème dimension (mathématique) n'existe que sur papier , mais on peut réprésenter en 2D , l'hypercube par exemple

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 15-08-07 à 09:39

Oui c'est cela.

Posté par
kentifo
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 15-08-07 à 13:35

Ok merci beaucoup pour toutes ces réponses !

Posté par
critou
re : Hypercube , qu'est ce que c'est ? 15-08-07 à 14:03

Enfin bon, je serais toi, je m'intéresserais d'abord au programme de 1ere S même si la curiosité n'est pas nécessairement un défaut, loin de là



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !