Applications de S+F=A+2

Bonjour à tous,
Est-ce que vous avez des applications intéressantes de la formule d'Euler \[S+F=A+2\]? J'ai essayé d'en trouver sur Google, sur le site de Wolfram Mathematica... mais jusque-là mes trouvailles sont plutôt maigres :(
Rien non plus en traînant du côté de chez Gibert...
D'avance merci!

Réponses

  • Bonsoir,
    Vous avez la formule de Pick, il me semble.
  • Je n'ai rien de précis en tête, mais :

    1) Ca permet peut-être de montrer que certains graphes ne sont pas planaires (wikipedia a l'air de donner un exemple).

    2) Ca permet peut-être de montrer que le nombre moyen d'arête des faces est 6 (en comptant la face extérieur)

    et ça permet sans doute un tas d'autre trucs plus profond que j'ignore complètement.
  • Bonsoir,

    Je crois me rappeler: par exemple pour montrer qu'un ballon de foot ne peut être constitué d'hexagones réguliers, et qu'il faut y ajouter des pentagones ?

    Amicalement.
  • oui, tu peux prouver le théorème des 5 couleurs en peu d'étapes avec ça.

    Dans un graphe planaire, il y a au moins un sommet qui n'a pas plus de 5 voisins grace à cette formule (exercice). Soit $G$ un graphe planaire de cardinal minimum possible à ne pas être coloriable avec 5 couleurs. Tu prends un sommet qui a au plus 5 voisins. Tu colories le reste avec 5 couleurs. Après quoi un argument "à la Kempe" (je crois) que tu peux deviner seul te permet de recolorier tranquillement le voisinage du sommet de manière à libérer une couleur, contradiction.

    Remarque: ça donne aussi que tout graphe planaire est coloriable avec 6 couleurs (là c'est trivial, pas besoin de recolorier le voisinage)

    Y a des dessins sur le net, ce serait assez lourd que je décrive lakempastuce.

    Au lieu de "Kemper", ce que tu peux faire aussi, tu considères ton sommet et 2 de ses voisins "presque diamétralement opposés", comme un seul sommet. Ca te donne un graphe 5 coloriable. Les 3 sommets soudés ont disons tous été coloriés avec la couleur 1. Or il y a seulement 3 autres voisins, forcément coloriés avec 2;3;4, disons (au pire). Tu mets la couleur 5 au sommet du milieu.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Autre application: il n'y a qu'un nombre fini (pas beaucoup, je sais plus combien) de solides platoniciens. Tape sur google pour les voir.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Alors, d'abord merci!!! Je ne m'attendais pas à avoir autant de réponses si rapidement.... mais n'hésitez pas à en donner car j'avais déjà pu trouver deux applications que vous avez citées:
    - celle sur les solides platoniciens;
    - celle sur le ballon de foot.
    Voilà voilà, continuez donc si d'autres idées vous viennent! MERCI.
  • Un peu dans la même veine que les 5 couleurs (en utilisant le sommet d'arité au plus 5 dans un graphe planaire), il y a tout Sylvester-Gallai et les droites monochromatiques.
  • bonjour

    précisons que cette relation concernant les polyèdres de l'espace R^3
    était connue de Descartes même s'il a fallu attendre Euler pour en avoir une démonstration

    dans l'espace R^4 il existe une relation eulérienne analogue concernant les 6 polytopes réguliers
    entre S le nombre des sommets, A le nombre d'arêtes, F le nombre de faces et C le nombre de cellules

    S + F = A + C

    cette relation associée à 2F/C = nombre de faces par cellule
    et à la propriété "1 face est commune à 2 cellules"
    nous permet de préciser la nature des cellules externes

    pour l'hypertétraèdre il existe 5 cellules externes (tétraèdres)
    pour l'hypercube, 8 cellules externes (cubes)
    pour l'hyperoctaèdre, 16 cellules externes (tétraèdres)
    pour l'hypergranatoèdre, 24 cellules externes (octaèdres)
    pour l'hyperdodécaèdre, 120 cellules externes (dodécaèdres)
    pour l'hyperisocaèdre, 600 cellules externes (tétraèdres)


    cordialement
  • Bonjour,

    La relation d'Euler a été utilisée, sur ce forum ("Triangles imbriqués", il y a 11 mois), pour résoudre un problème de géométrie issue des olympiades iraniennes de 2008.

    Il s'agit de montrer que six points de R3 (dont 4 ne sont pas coplanaires) peuvent être répartis en deux triplets formant chacun les sommets de deux triangles imbriqués.

    La relation d'Euler permet de classer les enveloppes convexes des six points en deux familles (selon qu'il existe ou non un sommet de l'enveloppe convexe dont ne partent que trois arêtes). On traite ensuite explicitement le problème dans chaque famille.
  • La formule d'Euler (dans une version un peu plus générale que celle que tu donnes) permet par exemple de donner une démonstration topologique du grand théorème de Picard. Cette idée a été utilisée d'abord par Ahlfors.
  • Bonjour,

    Les triangles imbriqués, c'était ici.

    Amicalement.
  • Bonjour,

    J'espère que j'ai bien compris ta question ! Pour une application quelconque concrète de S+F=A+2, il faut géométriser le phénomène étudié. Cela nécessite de la part du mathématicien d'exploiter son coté artistique; c-a-d , cela demande un effort supplémentaire qui fait dépasser le dogme actuel des statistiques.
    Cela dit: j'ai un grand respect des statistiques, mais il ne faut jamais oublier qu'il n'y a pas de dynamisme sans au préalable l'existence d'une forme dite topologique.
    Personnellement j'ai appliqué la règle S+F=A+2, lors de la géométrisation de la conscience humaine.

    Cordialement

    czim
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