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Niveau Licence Maths 1e ann
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Tore et plan bitangent

Posté par
leslie40
18-10-08 à 15:26

Bonjour,

Je sèche sur un truc. J'ai un tore et un plan bitangent à deux méridiennes de ce tore. Il s'agit de montrer que l'intersection du tore et de ce plan bitangent est constitué de deux cercles.
Je vois bien à quoi tout ça correspond. Je sais aussi que ces deux cercles sont les cercles de Villarceau.
Le problème c'est que je ne sais pas comment m'y prendre pour le montrer.

Pourriez-vous m'aider ?
Merci

Posté par
Camélia Correcteur
re : Tore et plan bitangent 18-10-08 à 15:41

Bonjour

C'est très joliment fait ici:

Posté par
leslie40
re : Tore et plan bitangent 18-10-08 à 16:04

J'avais bien vu cette page mais il n'y a pas de démonstration...

Posté par
leslie40
re : Tore et plan bitangent 18-10-08 à 16:07

Je dirai bien que la projection orthogonale des cercles de Villarceau nous donnent les cercles concentriques obtenus avec l'intersection du plan z=0
Mais la je me perds avec les projections orthogonales dans un repère à 3 dimensions

Posté par
Camélia Correcteur
re : Tore et plan bitangent 18-10-08 à 16:11

Mais si, dans wiki il y a l'écriture complète de l'intersection dans un cas particulier. Il suffit d'imiter dans le cas général.

Posté par
leslie40
re : Tore et plan bitangent 18-10-08 à 16:16

Le problème c'est que je ne comprends pas comment arriver à ces équations paramétriques

Posté par
Camélia Correcteur
re : Tore et plan bitangent 18-10-08 à 16:24

Si on part de l'équation (x^2+y^2+z^2+a^2)-R^2(x^2+y^2)=0

On commence par écrire le plan l'équation d'un plan tangent en un point où x=0 et on le choisit de manière à ce qu'il passe par l'origine. Ensuite, ça vient tout seul!

Posté par
leslie40
re : Tore et plan bitangent 18-10-08 à 16:38

l'équation de mon tore est (x^{2}+y^{2}+z^{2}+a^{2}-R^{2})^{2}-4a^{2}(x^{2}+y^{2})=0 et l'équation de la tangente est z=ytan(arcsin(R/a))
Et partant de ça je suis désolée mais je ne vois pas comment faire...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Tore et plan bitangent 18-10-08 à 16:46

Oui, c'est bien de ce genre. Tu as donc une équation de la forme z=y. Tu remplaces z par ça dans l'équation, et ça doit pas mal s'arranger.

Posté par
leslie40
re : Tore et plan bitangent 18-10-08 à 16:49

Le problème c'est que l'ai déjà fais ça mais je ne sais pas où il faut en venir.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Tore et plan bitangent 21-10-08 à 14:13

Bonjour

J'ai enfin eu le temps de regarder.

Je prends l'équation du tore sous la forme

(x^2+y^2+z^2-a^2-R^2)^2+4a^2z^2-4a^2R^2=0

Si P est un plan bitangent d'équation z=\lambda y on voit assez facilement (à partir de ta formule, où en regardant dans le plan x=0) que

1+\lambda^2=\frac{a^2}{a^2-R^2}\qquad donc\qquad \lambda^2=\frac{R^2}{a^2-R^2}

Je choisis \lambda =\frac{R}{\sqrt{a^2-R^2}}

dans le plan P je prends la base orthonormée (\vec{e_1},\vec{w})

\vec{w}=\(0\\ \frac{1}{\sqrt{1+\lambda^2} \\ \frac{\lambda}{\sqrt{1+\lambda^2}\)=\(0 \\ \frac{sqrt{a^2-R^2}}{a} \\ \frac{R}{a}\)

Un élément quelconque de P s'écrit donc x\vec{e_1}+Y\vec{w}

Je te laisse le plaisir de vérifier que si les coordonnées de cet élément vérifient l'équation ci-dessus du tore, on a

((x^2+Y^2-a^2-R^2)^2+4R^2Y^2-4a^2R^2=((x-R)^2+Y^2-a^2)((x+R)^2+Y^2-a^2)=0

ce qui fait bien la réunion de deux cercles.



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