Carrément carré

Bonsoir,

Combien faut-il au minimum de conditions sur un quadrilatère pour qu'il soit un carré ?
À mon avis c'est 3, par exemple : diagonales perpendiculaires + diagonales se coupant en leur milieu + deux côtés consécutifs perpendiculaires.

Mais est-ce bien sûr que 3 soit le minimum ?

Deux nombres suffiraient à caractériser un carré ?
Par exemple : aire / côté^2 =1 & moyenne des côtés / côté = 1 ?

Pourquoi 3 serait le minimum ? Comment peut-on l'expliquer ?

En vous remerciant

Réponses

  • une seule: être un carré
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Comme Christophe le fait remarquer, ta question est mal posée.

    Je vais être un peu plus généreux que lui (désolé christophe :-D) et essayer d'interpréter ta question de la manière suivante : quel est le nombre minimum de fonctions $f_1,...,f_r$ définies sur les quadrilatères, à valeurs numériques telles qu'il existe $a_1,...,a_r$ tels que $\{A$ quadrilatère $\mid f_1(A) = a_1,...,f_r(A) = a_r\} = \{A$ quadrilatère $\mid A$ carré $\}$: quel est le nombre minimum de "nombres" qui permettent de caractériser un carré. Enoncé comme ça, on se rapproche d'une question bien posée.

    Seulement il faut encore préciser ce qu'on entend par quadrilatère, et ce qu'on entend par carré (est-ce que par exemple un point est un carré ?)

    Ayant accepté cela, il est clair que si un nombre fini suffit, alors une seule fonction suffit : en effet disons que $A$ est un carré si et seulement si $f_i(A)=a_i$ pour tout $i$; alors $A$ est un carré si et seulement si $\displaystyle\sum_{i=1}^r (f_i(A)-a_i)^2 = 0$, et $\displaystyle\sum_{i=1}^r (f_i-a_i)^2 $ est une fonction qui a bien le droit d'exister. Donc il suffit d'un "nombre" pour caractériser les carrés.
  • Je vais être un peu plus généreux que lui

    (tu) (tu)
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Tu as oublié "continue". La fonction indicatrice de l'ensemble des carrés marche.

    Comme je le disais dans un autre fil, pour avoir des chances de dépasser 1 de toute façon il est obligatoire que les fonctions même naturelles soit à valeurs dans un corps algébriquement clos. Sinon aucun espoir... :-D
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • donc en théorie une seule fonction
    ok

    mais en pratique, une méthode simple pour la trouver sans faire trop de calculs ?
    par exemple en partant des coordonnées de 4 points
  • Je rebondis : on peut faire de l’élémentaire.
    Une contrainte par angle droit.
    Une contrainte par « deux côtés égaux ».

    Là on a un cadre qui permet de jouer. Sommairement, certes.

    On peu ajouter ensuite les contraintes liées aux diagonales....(milieu, angle droit, longueurs...)
  • @Ludwig, je te le redis, il te faut préciser les contraintes que tu exiges sur les fonctions sinon relis le msg de max. Tous les corps non algébriquement clos ( :-D je fais du tapage diurne) implémentent le "et", en particulier $\R$ l'implémente avec la somme des carrés de nombres.

    Eventuellement tu peux demander des fonctions polynomiales en limitant drastiquement leur degré autorisé (et il doit être plus petit que 3 :-D ) . Ca ne te laisse pas beaucoup de marge. Tu peux aussi demander une invariance par isométrie. Etc... à toi de jouer.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Oui, des fonctions polynomiales.
    Et pour une application avec GeoGebra le mieux je pense est : cocyclicité + maximalité de l'aire
  • En supposant que les fonctions-conditions soient du type f(coordonnées des points) = 0
    on peut prendre les produits des fonctions au lieu de la somme de leur carré,
    ce qui revient à un calcul booléen.

    ABCD carré ssi (f1 = 0 et f2 = 0 et f3 =0) devient ABCD carré ssi f1.f2.f3 = 0


    Je reformule alors ma question : combien faut-il de conditions "élémentaires" à un quadrilatère pour qu'il soit un carré ?

    Une condition élémentaire correspond-elle à un polynôme P(x1,y1,.....,x4,y4) irréductible ?
    à chacun de ces polynômes irréductibles correspond-il une construction géométrique de base (droites perpendiculaires, égalité de longueurs, aire égale à tel nombre, etc) ?
  • @christophe : Tu peux préciser le "tous les corps non algébriquement clos implémentent le et" ? Ca m'a l'air très intéressant.
  • Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • De mon téléphone comme ce sont deux fils différents je peux te mettre un exemple qui résume tout ici. Dans Q tu peux utiliser [x^2 = 2 fois y^2] pour dire x=0 et y=0
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • un ami me souffle la condition suivante :
    aire du quadrilatère = (moyenne des côtés) ^ 2
    un bon candidat ça non ?
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