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Hyperboloïde

Posté par
david1972
21-02-19 à 23:19

Bonjour à tous,

Est il possible de déterminer en géométrie descriptive le cône générateur d'un hyperboloïde?

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 21-02-19 à 23:31

Voici l'hyperboloïde,Comment fait on pour déterminer le plan de coupe et le cône qui génère  l'hyperbole pour construire l'hperboloïde?

Cordialement,

Hyperboloïde

Posté par
verdurin
re : Hyperboloïde 22-02-19 à 00:18

Bonsoir,
en prenant l'origine des axes au centre de symétrie l'équation de l'hyperbole génératrice est :

\dfrac{x^2}{a^2}-\dfrac{z^2}{b^2}=1

et l'équation du cône est

\dfrac{x^2}{a^2}-\dfrac{z^2}{b^2}=0.

En remarquant que pour  z=0 on a x=\pm100 il est facile de déterminer a^2.

Ensuite on détermine b^2 en remarquant que pour x=150 on a z=\pm 200.

Et on a l'équation du cône.

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 22-02-19 à 00:21

Bonsoir,pardon,je voulais dire en géométrie descriptive pas en formule mathématique.

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 01-03-19 à 22:51

Bonsoir à tous,

Donc, géométriquement ce n'est pas du tout possible?

Recevez mes salutations,

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 01-03-19 à 22:57

Voici une vue en trois dimensions pour vous expliquer ce dont  de vous parle, à savoir l'intersection d'un un cône de révolution en bleu avec un plan de coupe parallèle a son axe  ce qui détermine bien  une hyperbole.si on lui fait faire une révolution à 360 ° à cette hyperbole  on obtient bien l'hyperboloïde. Mais maintenant admettons que nous n'ayons qu'un hyperboloïde de révolution autre comme donnée de l'exercice, comment retrouve-t-on  son cône de révolution générateur ?

Cordialement,

Hyperboloïde

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 14:04

Bonjour,

Avec tes cotes, essaie avec un cône de hauteur 150 et de base circulaire de rayon 120\sqrt{5}.

Et un plan de coupe parallèle à l'axe du cône à une distance  80\sqrt{5} de l'axe du cône.

Le tout en mm puisque tes cotes sont en mm.

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 14:47

Pour plus de précisions, j'ai obtenu par le calcul:

  \begin{cases}R=\dfrac{L}{2\sqrt{1-\dfrac{d^2}{D^2}}}\\x=\dfrac{d}{D}\,R\end{cases}

  où R est le rayon de la base circulaire du cône.

       x est la distance du plan de coupe à l'axe du cône.

avec: D qui correspond à tes 300 mm

            d qui correspond à tes 200 mm

           L qui correspond à tes 400 mm.

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 14:49

... et bien sûr la hauteur du cône qui vaut \dfrac{D}{2}

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 15:53

Confirmé par une épure:

  Hyperboloïde

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 22:36

Bonjour Lake et merci,donc à première vu tu  obtiens l'épure exclusivement  par calcul au préalable...Simplement je ne me souviens plus comment utilisé les formules mathématiques, donc pourrais-tu s'il te plait me donner simplement les valeur de R et x en millimètres…

Salutations

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 22:49

Une simple calculette aurait pu te les donner.

Vu que tu utilises des logiciels, je te donne les valeurs arrondies  au \dfrac{1}{100} de mm:

  R\approx 268.33\text{ mm}

x\approx 178.89\text{ mm}

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 22:50

En considérant que R=268,3272 mm et x=178,8848 mm en effet tes calcul seraient juste,je viens de vérifier sur une modélisation en 3d...Simplement,pour moi tous ses calculs ne me parle pas du tout...

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 22:54

En fait, cet hyperboloïde fait parti d'un ensemble chaudronné, il intersecte une autre surface, si tu veux, juste pour le plaisir, je peut te poster une photo.

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 22:58

Ah! messages croisés.

Citation :
Simplement,pour moi tous ses calculs ne me parle pas du tout...


Il arrive un moment où il faut bien faire quelques "calculs".

Pour les comprendre, il faut savoir:

   1) Ce que signifie le théorème de Thalès.

   2) Ce que signifie le théorème de Pythagore.

   3) Savoir résoudre un système de deux équations à deux inconnues.

   4) Avoir quelques connaissances en calculs littéraux.

Bien sûr, on sort du domaine de la descriptive mais c'est un mal nécessaire ici.
Juste un commentaire: ces "petits" calculs découlent directement de l'épure postée au dessus.

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 23:02

Et re messages croisés!

Citation :
En fait, cet hyperboloïde fait parti d'un ensemble chaudronné, il intersecte une autre surface, si tu veux, juste pour le plaisir, je peut te poster une photo.


  Ce qu'il y a de bien avec toi: on sait quand ça commence mais jamais quand ça finit

  Ce n'est pas une critique; mais je sais maintenant que quand je mets un doigt dans tes topics, le bras et le reste y passent

  Il y a de quoi hésiter...

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 23:10

Bon,honnêttement pour les calculs je n'ai pas le niveau,je ne sais pas résoudre une équation,donc,j'abandonne.Je pensais que l'on  pouvait résoudre cet problématique géométriquement mais pas sur cet exercice…

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 23:11

Oui,il y aurait de quoi faire en géométrie descriptive sur ce sujet d'ensemble chaudronné,je posterais une image,oui,pourquoi pas!

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 02-03-19 à 23:15

Purement géométriquement, c'est peut-être possible mais au prix d'autres complications qui exigeraient des connaissances sur les coniques et en particulier sur les hyperboles.

Bref, je pense avoir utilisé la méthode la plus "simple". Je ne peux pas faire grand chose de plus...

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 03-03-19 à 21:05

Cela dit mon cher Lake si tu pouvais nous faire cela geometriquement ça serait sympa ,c'était ma question!Donc,c'est tout.

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 03-03-19 à 21:50

Je n'ai pas réfléchi à la question mais je doute que ça puisse être plus simple. Dans le meilleur des cas, tu n'échapperas pas à quelques calculs élémentaires qui te poseront les mêmes difficultés que les précédents.

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 03-03-19 à 23:34

Quelques calculs élémentaires pourquoi pas,mais ici,je trouve que c'est trop vague,beaucoup de calcul (simple pour toi,je n'en doute pas) mais pour quelqu'un qui ne pratique pas...D'habitude tu es très pédagogue,peut-être que pour toi c'est plus simple de faire des calculs plutôt que d'expliquer le sens de ces calculs,enfin je m'excuse.Sois raisonnable et si c'est possible,si tu as le temps bien entendu,essayons de le faire géométriquement…déjà,nous connaissons la hauteur du cône,reste à déterminer géométriquement la différence de cote entre l'axe du cône et le plan de coupe,ainsi en prolongeant la pente on aura le diamètre de la base du cône,allez !

Mes salutations,

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 04-03-19 à 12:33

Ce sera ma dernière contribution dans ce topic.

Hyperboloïde

J'ai tracé les foyers F et F' de l'hyperbole.

Le demi petit axe (en rouge)  de l'ellipse de foyers S_1 et S_2 (les sommets de l'hyperbole) et de grand axe FF' représente la distance cherchée entre l'axe du cône et le plan de coupe.

A noter qu'il existe une infinité de cônes contenant une hyperbole donnée.

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 05-03-19 à 17:17

Bonjour Lake et merci,désolé j'étais sur l'étude du sujet BTS CRCI 2011 (C.A.O) mais je vais m'occuper de ton cas

Cordialement,

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 05-03-19 à 17:35

Donc apparemment tu traces une ellipse et donc  son demi petit axe serait égal à la distance entre l'axe du cône et le plan de coupe...Question, comment fais-tu stp pour déterminer cette ellipse qui permet de déterminer les foyers de l'hyperbole...Je connais juste un tracé qui permet de déterminer les foyers d'une ellipse mais pas d'une hyperbole…

Mes sincères salutations

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 06-03-19 à 18:45

Une construction possible mais en mode marteau pilon pour écraser une mouche..  

Hyperboloïde

Sont donnés les sommets S et S' ainsi qu'un point A de l'hyperbole.

O, centre de l'hyperbole est le milieu de {SS']

  - Le cercle de diamètre [OA] coupe le cercle de diamètre [SS'] en M et N.

  - La droite (MN) coupe l'axe focal en T.

  - La droite (AT) (tangente à l'hyperbole en A) coupe les tangentes aux sommets de l'hyperbole en P et Q.

  - Le cercle de diamètre [PQ] recoupe l'axe focal en F et F' foyers de l'hyperbole.

  Le demi petit axe [OB] de l'ellipse de foyers S et S' et de grand axe [FF'] représente la distance cherchée.

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 08-03-19 à 10:27

Bonjour Lake et merci,et également merci pour ton intervention autre...Globalement j'ai compris comment tu construisais chaque cercle bien qu'il faut que j'étudie comment déterminer une droite tangente à une hyperbole,je connais un tracé, mais simplement pour déterminer une droite tangente à une ellipse...Concernant l'ellipse sur ton épure pour l'instant je ne vois pas trop comment tu détermines lepetit axe..Je reconnais que cet exercice me donne du fil à retordre comme tu peux t'en rendre compte…
Bien à toi et salutations,

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 08-03-19 à 11:39

Bonjour,

  

Citation :
bien qu'il faut que j'étudie comment déterminer une droite tangente à une hyperbole


  Mais dans la figure de 18h45, la droite (AT), par construction, est la tangente à l'hyperbole en A!

  En fait, on s'en moque: il suffit de suivre la construction pas à pas.

  
Citation :
Concernant l'ellipse sur ton épure pour l'instant je ne vois pas trop comment tu détermines lepetit axe


  Alors tu oublies l'ellipse et son petit axe. Une nouvelle figure:

   Hyperboloïde

Tu commences comme précédemment:

  
Citation :
Sont donnés les sommets S et S' ainsi qu'un point A de l'hyperbole.

O, centre de l'hyperbole est le milieu de {SS']

  - Le cercle de diamètre [OA] coupe le cercle de diamètre [SS'] en M et N.

  - La droite (MN) coupe l'axe focal en T.

  - La droite (AT) (qui est la tangente à l'hyperbole en A mais on s'en moque!) coupe les tangentes aux sommets de l'hyperbole en P et Q.

  - Le cercle de diamètre [PQ] recoupe l'axe focal en F et F' foyers de l'hyperbole.

  

- Tu traces ensuite le cercle de diamètre [OF'] (attention, il n'est pas centré en S')

- Ce cercle recoupe le cercle de diamètre [SS'] en I

- La distance F'I est la distance cherchée entre l'axe du cône et le plan de coupe; elle correspond au demi petit axe de l'ellipse.

L'ellipse et son demi petit axe n'est donc pas indispensable mais j'y tenais pour une bonne raison; comme je l'ai dit plus haut:

  
Citation :
A noter qu'il existe une infinité de cônes contenant une hyperbole donnée.


  Plus précisément, on peut montrer que:

      Le lieu des sommets des cônes de révolution qui contiennent une hyperbole donnée est l'ellipse focale de cette hyperbole.

    Cette ellipse focale a pour foyers les sommets de l'hyperbole et pour grand axe [ff']. Son plan est perpendiculaire à celui de l'hyperbole. Elle est dessinée en rouge en projection frontale dans la figure ci dessous:
  Hyperboloïde

On voit bien le demi petit axe de l'ellipse apparaître et il correspond à ta distance axe du cône/plan de coupe.

On a choisi un cône de révolution de hauteur \dfrac{D}{2}=150 (de sommet s' en projection frontale) mais ce n'était pas une obligation. N'importe quel cône dont le sommet est sur cette ellipse aurait pu convenir. Bien entendu la distance x n'aurait pas été la même.

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 11:47

***citation inutile supprimée***

Bonjour Lake et d'accord pour la droite tangente à l'hyperbole...Mais pour ma part il serait bon que j'étudie cela, à savoir comment déterminer une droite tangente à une hyperbole. En revanche,sur ton épure,je comprend comment elle est construite.
Salutations,

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 11:54

Et donc,l'intersection des  cercles de diamètre S,S' et F',O nous donne le point I,il suffit de le joindre à F' pour avoir la cote recherchée...Et bien!!!!

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 14:42

Je n'obtiens pas exactement la cote rechercher :178,7999 mm,mais je laisse regarder...

Hyperboloïde

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 14:57

Notaour le cercle rouge j'obtiens 569,6002 mm de diamètre.Pour le cercle qui permet de retrouver la cote recherchée j'obtiens 205,5157mm...

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 15:54

Mais la droite tangente à l'hyperbole au point A est bien déterminante pour définir le diamètre P,Q?

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 16:27

Enfin,j'obtiens cette fameuse distance entre l'axe du cône et le plan de coupe soit 178,8854 mm.Et donc, le diamètre du  cercle de distance focale est egal à A,B sur ma capture d'écran jointe.Cet exercice m'à permis de comprendre comment déterminer les foyer d'une hyperbole entre autre.

Hyperboloïde

Hyperboloïde

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 22:02

Je ne sais pas ce que tu as fabriqué mais ta figure est fausse; regarde là  de près.

Que tu sois tombé sur la valeur "exacte" 178.8854 est un miracle...

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 22:20

c'est pas possible voyons,il n'y a pas de miracle si c'est exact...

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 22:50

Je ne comprend pas,mais j'ai l'impression que la droite tangente à l'hyperbole est différente à latienne,c'est étonnant parce que mon logiciel détermine à lui seul les points tangents à une courbe.Quoi que tu en dises,cette droite tangente semble bien primordiale pour déterminer le centre de ce cercle de distance focale...

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 23:14

Alors la...

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 23:30

Ah,il est possible que "mon hyperbole" soit fausse,en effet je l'ai fait passer que par 3 points seulement...

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 09-03-19 à 23:47

Et bien c'est toi qui as raison Lake,mon "hyperbole" était fausse,je la refaite suivant le véritable cône en le  sectionnant à distance voulu de 178,8854 mm.
Question pour un champion:au départ,j'avais dessiné l'hyperbole suivant 3 points,ce qui n'était pas suffisant pour construite la droite tangente,et toi,comment as-tu fais pour déterminer d'autres points  ne connaissant pas au départ le cône générateur de l'hyperboloïde...

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 10-03-19 à 09:12

Je crois que tu n'as rien compris: tu mets la charrue avant les bœufs.

L'hyperbole, au départ, on ne la connait pas. Bien sûr elle est parfaitement définie dès l'instant où on connait ses sommets et un point.

Et la construction de 11h39 démarre avec ces 3 points:

  

Citation :
Sont donnés les sommets S et S' ainsi qu'un point A de l'hyperbole.


  Hyperboloïde

et rien d'autre!

Bref,  tu reprends pas à pas cette construction (voir 11h39) à partir de ces 3 points et sans t'occuper d'une hypothétique hyperbole qui viendra seulement ensuite.

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 10-03-19 à 09:28

Bonjour Lake,si j'ai réussi à refaire ta construction mais bien entendu pour le moment je n'ai pas poster l'image.Au départ,si tu veux j'avais construis l'hyperboloïde en m'appuyant sur une hyperbole que j'avais créer suivant les cotations de ma première image et seulement avec 3 points,les deux extrémités et le milieu.En réalité 3 points ce n'étais pas suffisant pour créer le bon profil de courbe d'ou mon erreur...Si tu veux il y aurait fallu que je détermine d'autres points pour ajuster la courbe n'ayant pas de fonction hyperbole sur mon logiciel CAO /DAO.

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 10-03-19 à 10:44

Voilà,

Hyperboloïde

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 10-03-19 à 20:29

Et bien mon cher Lake,il serait temps de voir le tracé de l'hyperbole sachant que nous  connaissons  trois points(extrémités et milieu),tu ne crois pas?

Cordialement,

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 10-03-19 à 21:35

Ta dernière figure ne me convainc pas: il manque la moitié (et d'ailleurs les principaux) des traits de construction.

Citation :
Et bien mon cher Lake,il serait temps de voir le tracé de l'hyperbole sachant que nous  connaissons  trois points(extrémités et milieu),tu ne crois pas?  


  Je ne crois rien mais le ton que tu emploies ne me plait pas. A l'avenir, si tu as une question à poser, tu la poses simplement sans vaines circonlocutions. Prends en bonne note.

  A partir des trois points (2 sommets S et S' et un point A de l'hyperbole), on a donc déterminé les foyers F et  F' (voir au dessus).

  - Tu traces le cercle de centre F et de rayon [SS'].

  - Sur ce cercle, tu choisis un point \varphi quelconque.

  - La médiatrice de [\varphi F'] recoupe  [F\varphi] en M point de l'hyperbole.

  - Cerise sur le gâteau: la droite (IM) est la tangente en M à l'hyperbole.

  Hyperboloïde

Tu peux donc tracer point par point l'hyperbole. Il suffit de choisir autant de points \varphi sur le cercle que tu le souhaites.

Ceci étant dit, dans ce topic, je t'ai indiqué des "constructions" qui s'apparentent à des recettes de cuisine et je serais bien en peine de t'expliquer pourquoi elles fonctionnent parce que ta culture des coniques se limite à l'utilisation de logiciels de tracés de chaudronnerie.

Il arrive un moment où il faut mettre les mains dans le cambouis; autrement dit, il faut apprendre et ne pas hésiter à découvrir des choses nouvelles.
Si tu ne fais pas cet effort, tu ne comprendras jamais rien aux coniques, un vaste sujet.
Je me permets donc de t'indiquer une réédition d'un bouquin (très connu) ici:  .

Évidemment i l faut lâcher 49 Euros. Crois moi, le chapitre sur les coniques vaut le coup.

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 10-03-19 à 21:53

Bonsoir Lake et merci encore une fois,si tu as de qui lire ou ouvrir un fichier CAO je peux alors t'envoyer le fichier dont tu as un  doute,sinon,je peux te donner les circonconférences des cercles afin que tu compares les résultats.

Bien cordialement,

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 10-03-19 à 22:20

Et bien,je viens de trouvé quelques tracés intéressant sur mon bouquin de chaudronnerie(comme quoi,hein!),des tracés d'ellipses,paraboles,et hyperboles en plus de ce tu m'apprends.

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 10-03-19 à 23:18

Un exemple,on donne AA' (axe transverse) et la distance focale FF',ensuite on choisi  un point quelconque  H…ensuite on trace un cercle (bleu) de centre F et de rayon A'H et un deuxième (cercle orange)de centre F' et de rayon AH,l'intersection des deux cercles et un point appartenant à l'hyperbole (M).Tu vois,nous aussi on nous amène à étudier les coniques !

Hyperboloïde

Posté par
david1972
re : Hyperboloïde 10-03-19 à 23:27

maintenant, nous n'avons que les cotations et trois points donnés A,B,C(voir capture d'écran jointe),d'après celà,comment construis-tu l'hyperbole?Comment détermine-tu ses asymptotes et ses foyers et la courbe conforme au profil que l'on à étudier en premier dans ce topic?

Hyperboloïde

Posté par
lake
re : Hyperboloïde 11-03-19 à 07:31

Bonjour,

  

Citation :
comment construis-tu l'hyperbole?


  Laquelle? Si c'en est une qui passe par trois points quelconques A,B,C, il y en a une infinité. Il y a même une infinité de coniques qui passe par ces trois points.

  Autrement dit, elle n'est pas définie. Il faut 5 points pour définir une conique...

  Autre chose: tes logiciels sont certainement très bien pour faire de la CAO/DAO. Mais pour la géométrie, ils ne valent pas un clou. (et on ne voit rien sur tes captures d'écran).

   1) Je t'ai déjà conseillé de télécharger GeoGebra.

   2) Tu parles de choses (les coniques) que tu ne connais pas. Le Lebossé & Hémery te permettrait de progresser.

  

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