Structure sur les triangles

Bonjour,

en cherchant comment travailler sur les triangles, en faire une sorte d'arithmétique je suis arrivé à la construction suivante :


L'idée est de ramener les opérations sur des triangles quelconques à des opérations sur leurs triangles équilatéraux équivalents :

Un triangle quelconque est caractérisé pour un sommet A par le produit des deux cotés adjacents à $A$ $d$ et par le $\sin \alpha$ avec $\alpha$ l'angle du sommet $A$.
Donc $T = (d,\ \sin \alpha)$

Soit un triangle $T = (d,\ \sin \alpha)$, on appelle son équivalent le triangle équilatéral $T'$ qui a la même aire (aire = $\frac{d\ \sin\alpha}{2}$). Son coté vaut alors $d\ \frac{2}{\sqrt 3}\ \sin\alpha$ et donc $T' = (d\ \frac{2}{\sqrt 3}\ \sin\alpha,\ \frac{\sqrt 3}{2})$

Sur des triangles équilatéraux, on pose :
$T = T_1 + T_2 = (d_1 + d_2,\ \sin \alpha) = (d_1 + d_2,\ \frac{\sqrt 3}{2})$

$T = T_1\ .\ T_2 = (\frac{d_1\ d_2}{2},\ \frac{3}{4})$

Avec ces formules l'aire de l'addition des triangles est l'addition des deux aires et l'aire de la multiplication est la multiplication des aires des deux triangles.

Maintenant, on pose que tout triangle est égal à son triangle équilatéral équivalent, ce qui permet de faire ces opérations ci-dessus aussi sur des triangles quelconques. On a ainsi les deux opérations internes addition et multiplication avec une interprétation géométrique, et la distributivité, la commutativité.
L'élément neutre pour l'addition est $e = (0, \frac{\sqrt 3}{2})$.
L'élément neutre pour la multiplication est $E = (\frac{4}{\sqrt 3}, \frac{\sqrt 3}{2})$.

Pour les questions :
Cette construction définit-elle une structure de corps ?
Si oui, peut-on à partir de cette structure poser des "problèmes" dont la solution est immédiate à partir de résultats généraux sur les corps ?

Réponses

  • Déjà, ton point de départ
    Un triangle quelconque est caractérisé pour un sommet $A$ par le produit des deux cotés adjacents à $A$ $d$ et par le $\sin \alpha$ avec $\alpha$ l'angle du sommet $A$.
    est faux.

    Ensuite, une notion nouvelle n'est intéressante que par les moyens qu'elle apporte... et non par l'idée dont elle est issue.
    Si tu veux que cette notion ait un intérêt, c'est à toi de chercher à prouver les éventuels points dont tu parles.

    J'ai tout de même de gros doutes sur le fait qu'il y ait une structure de corps... car tous les nombres sont positifs alors que ce sont (à peu de choses près) les même lois que dans l'ensemble des réels.

    En maths, on cherche à convaincre (en commençant par soi-même !), et cela passe nécessairement par une preuve.
  • Par exemple, disons que je cherche le triangle dont l'aire au carré moins deux fois son aire est égale au triangle unité.

    Cela s'écrit comme cela dans la structure $T^2 + 2\ T - 3 = 0$ (racines sur IR : 1 et -3)
    J'ai calculé avec les règles de calcul sur la structure et je trouve $E$ et $- 3 E$.
    Donc l'intérêt c'est qu'on profite des résultats sur la résolution de polynôme sur IR.
  • Je vais essayer de formaliser un peu mieux ma proposition.
    Je pense que j'ai une structure de corps.

    Soit $T$ l'ensemble des $t = (d, a)$
    où d est un réel et $a$ (qui s'interprète comme le produit des cotés d'un triangle est un réel entre 0 et 1 (qui s'interprète comme le sinus d'un angle).

    Tout d'abord, je définis l'égalité entre deux éléments par la relation d'équivalence "possède la même aire" qui s'exprime ainsi :
    $t = t'$ si $\frac{d\ a}{2} = \ \frac{d'\ a'}{2}$
    en particulier on a pour tout b entre 0 (strictement) et 1, on a $t = (d, a) = (\frac{a\ d}{b},\ b)$

    Je définis les lois de compositions internes, l'addition et la multiplication sur l'ensemble de ces éléments :

    $t = t_1 + t_2 = (d_1 + d_2,\ \frac{a_1\ |d_1| + a_2\ |d_2|}{|d_1| + |d_2|})\ \text{si d1 et d2 \ne 0}$
    $t = t_1 + t_2 = (0, 0)\ \text{si d1 et d2 = 0}$
    $t = t_1\ .\ t_2 = (\frac{d_1\ d_2}{2},\ a_1 a_2)$

    Je vais essayer de montrer que cette structure munie de ces lois est un anneau.
    $(T,\ +)$ est un groupe commutatif dont l'élément neutre est $e_+ = (0, 0)$
    Tout élément $t = (d,\ a)$ possède un inverse $(-d, a)$

    Ensuite $(T,\ .)$ est un monoïde dont l'élément neutre est l'élément $e_X=(2, 1)$

    Enfin, . est distributive sur $+$.

    Donc la structure $(T, +, .)$ est bien un anneau commutatif ce qui permet de résoudre dans cette structure des équations comme :
    $t^2 + 2t - 3 = 0$ (dont les solutions sont $(e_+,\ -3 e_+)$

    Auriez-vous d'autres idées pour enrichir encore cette structure, par exemple comment définir l'inverse pour la loi . ?
  • Bon, déjà, ta structure a pas mal évolué par rapport à celle de ton premier post.

    Ensuite, tu affirmes (mais je ne l'ai pas vérifié) que tu as obtenu une structure d'anneau commutatif... c'est déjà pas mal.
    Mais pour cela, tu as été obligé de t'éloigner sérieusement de ton point de départ en acceptant des "produits de longueurs" négatifs.

    En revanche, tu n'as pas un corps puisque les seuls éléments inversibles sont ceux de la forme $(d,1)$ avec $d\neq 0$.

    Mais tout d'un coup, un doute s'immisce en moi... $(0,a)+(0,b)=(0,0)$ quels que soient $a$ et $b$.
    Et là, tout s'effondre.
    Tu n'as même pas une structure de groupe abélien pour ton addition puisque certains éléments ont plusieurs symétriques !
    A vrai dire, tu n'as pas l'associativité de la loi +, non plus.

    Bref, on est encore loin du compte.


    Enfin, ton calcul final n'explique pas du tout pourquoi ta structure est intéressante.
    Ton problème :
    disons que je cherche le triangle dont l'aire au carré moins deux fois son aire est égale au triangle unité
    n'est même pas compréhensible.

    Il y a encore du boulot.
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