Cherche démonstration - variant contravariant

Bonjour
Je cherche une belle démonstration géométrique (sans produit scalaire) pour démontrer l'illustration gif jointe a ce message.

A savoir:
Norme(vecteur) au carré = somme produit de ses composantes variante contravariante

Merci à vous

[Il faut cliquer dans le tableau noir pour que l'animation démarre. ;-) AD]
J'ai retiré l'animation qui est erronée (jippy).
Démo voir plus bas

Réponses

  • Bonjour
    Noir c'est noir!
    Il n'y a plus d'espoir!

    Un petit peu quand même mais ta figure mériterait d'être étiquetée avant qu'on en discute!
    Il faudrait nous rappeler aussi les définitions des composantes covariantes et contravariantes d'un vecteur.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour
    Avant de discuter de l'animation de Jippy13, je rappelle les définitions des composantes contravariantes et covariantes d'un vecteur $x$
    Puisque Jippy13 souhaite avoir une démonstration géométrique, il se limite à la tristounette dimension $2$
    On travaille donc dans un espace vectoriel euclidien de dimension $2$ muni de son produit scalaire $\langle \bullet \vert \bullet\rangle\ $.
    Si $(e_1,e_2)$ est une base de $E$, le couple $(x^1,x^2)$ des composantes contravariantes du vecteur $\bf x$ dans cette base est défini par:
    $\bf x$ $=x^1e_1+x^2e_2$.
    Le couple $(x_1,x_2)$ des composantes covariantes de $\bf x$ dans cette même base est défini par:
    $x_1=\langle \bf x$$\vert e_1\rangle$ et $x_2=\langle \bf x$$\vert e_2\rangle$
    C'est tout, on voit qu'il n'y a rien de mystérieux pour le moment
    Que ces coordonnées soient appelées contravariantes ou covariantes tient aux manières différentes dont elles se transforment dans un changement de repères.
    Pour le moment, on a pas besoin de changer de repère, ouf!
    Voici la mirifique formule dont Jippy13 souhaite avoir une démonstration géométrique:
    $\langle \bf x$$\vert \bf x$$\rangle =\langle \bf x$$\vert x^1e_1+x^2e_2\rangle=x^1x_1+x^2x_2$
    Je ne vois pas très bien l'intérêt d'avoir une démonstration géométrique d'une identité aussi triviale mais pourquoi pas?
    Quand on regarde l'animation, il semblerait qu'on soit face à une démonstration semblable à celle de l'axiome de Pythagore comme somme d'aires de carrés adéquats.
    Outre que la figure de Jippy 13 n'est ni étiquetée ni commentée, je ne vois pas pourquoi les termes $x^1x_1\ $ et $x^2x_2$ devraient être positifs si on peut les interpréter comme des aires.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Merci pour vos commentaires.

    Pour afficher l'animation gif, il vous faut cliquer sur l'écran noir.

    Pappus, je souhaite effectivement d'une belle démonstration géométrique sans faire intervenir les produits scalaires.
    Les composantes covariantes peuvent être définies par 2 projections orthogonales dans le plan.

    A bientôt :)
  • Géniale l'animation ! C'est comme ça que la géométrie devrait être enseignée: avec de la couleur et du mouvement.
    ...
  • Bonsoir
    Cette animation n'apporte pas grand chose à la Défunte Géométrie et encore moins à la Divine Algèbre.
    Il reste quand même à l'expliquer et cela c'est une autre paire de manche
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bon je vais reformuler en terme géométrique.
    Montrez que $r^2 = x_1x^1 + x_2x^2$.
    Voir image jointe.76768
  • Mon cher Jippy
    Voilà le résultat de mes cogitations
    Sur ma figure apparaît le repère $(e_1,e_2)$ dans lequel on va calculer les composantes contravariantes et covariantes du vecteur $\bf x\ $$=\overrightarrow{OM}$.
    Je vais aller un peu vite, pas trop pour un agrégatif, du moins je l'espère.
    $x^1=\dfrac{\overline{OM_1}}{\overline{OU_1}}$ et $x^2=\dfrac{\overline{OM_2}}{\overline{OU_2}}$
    De même:
    $x_1=\langle \overrightarrow{OU_1}\vert\overrightarrow{ON_1}\rangle=\overline{OU_1}.\overline{ON_1}$ et $x_2=\langle \overrightarrow{OU_2}\vert\overrightarrow{ON_2}\rangle=\overline{OU_2}.\overline{ON_2}$
    Par suite:
    $x^1x_1=\overline{OM_1}.\overline{ON_1}$ et $x^2x_2=\overline{OM_2}.\overline{ON_2}$
    On a donc $\parallel \bf x\parallel^2$$=\overline{OM_1}.\overline{ON_1}+\overline{OM_2}.\overline{ON_2}$
    Je ne vois pas très bien le rapport entre le calcul que je viens de faire et l'animation qui nous est proposée outre que les quantités que j'ai mises en évidence n'ont aucune raison divine ou humaine d'être toujours positives.
    Les rectangles de l'animation ne me semblent pas avoir les aires requises.
    L'animation est agréable à voir mais elle est erronée.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus76770
    76772
  • Bonsoir Jippy
    Nos messages se sont croisés!
    Tu remarqueras que ma figure ne comporte aucun angle, à part deux angles droits, suivant l'adage: moins on utilise ces maudits angles dont personne dans notre république analphabète ne connait les diverses définitions et mieux on se porte!
    Ils n'ont pas l'air de t'avoir réussi!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour Pappus

    Merci bien pour ta réponse et ton investigation, mais la démo que tu me proposes ne me convient pas.

    En effet, elle fait intervenir des produits scalaires.

    Ton premier schéma est parfait pour une demo géom. Il me servira de base

    Sans tenir compte des vecteurs e1 et e2, tout ce que je souhaite est de démontrer que:

    OM^2= OM1ON1 + OM2ON2 (ce qui n'est pas intuitif à priori)

    en utilisant les angles ou triangles similaires dans cette belle figure géom.

    La démo avec les produits scalaires est simple (je peux la fournir, mais je n'ai pas d'outils graphiques pour la présenter (un conseil ?)).

    Sur le schéma animé, je l'ai récupéré sur le web et il m'a induit en erreur... il est faux et il m'a fait perdre mon temps.

    Bien à vous lecteurs et passionnés de math
  • Bonjour Jippy
    Le point important est que j’ai donné la bonne formule, ce que tu n’as pas fait puisque ton animation est erronée, il faudra la modifier.
    Je ne vois guère l’intérêt de ta décomposition rectangulaire si elle doit s’adresser à des élèves qui n’entendront jamais parler de coordonnées covariantes ou contravariantes. Les coordonnées covariantes sont définies comme produits scalaires, difficile d'y échapper! La démonstration algébrique basée sur le produit scalaire se suffit donc à elle même par sa simplicité, encore fallait-il la faire!
    Bonne chance en tout cas dans tes recherches même si j’ai le sentiment que tu perds ton temps pour pas grand chose.
    Au moins tu as maintenant les bons rectangles sous les yeux!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour
    Voilà la figure qu'il aurait fallu animer!
    Effectivement on peut proposer sa démonstration sans faire référence à de quelconques coordonnées covariantes ou contravariantes mais je ne vois guère d'intérêt pédagogique dans cette affaire!
    Cette fois-ci, pas besoin de repères!
    $$\langle\overrightarrow{OM}\vert\overrightarrow{OM}\rangle=\langle\overrightarrow{OM}\vert \overrightarrow{OM_1}+\overrightarrow{OM_2}\rangle=\langle\overrightarrow{OM}\vert \overrightarrow{OM_1}\rangle +\langle\overrightarrow{OM}\vert \overrightarrow{OM_2}\rangle= \langle\overrightarrow{ON_1}\vert \overrightarrow{OM_1}\rangle +\langle\overrightarrow{ON_2}\vert \overrightarrow{OM_2}\rangle=\overline{OM_1}.\overline{ON_1}+\overline{OM_2}.\overline{ON_2}$$
    On voit combien l'invention du produit scalaire a été une révolution dans l'étude du plan euclidien rendant inutiles certaines contorsions synthétiques.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus76780
  • Cher Pappus,

    J'ai trouvé tout seul ma démonstration purement géométrique, et je suis d'accord avec toi sur l'utilité du produit scalaire qui nous exonère de bien de tracas techniques....

    Ci joint la démo :))

    Bonne lecture76796
    sch1.jpg 846.7K
  • Pappus,

    Quel logiciel de géom utilises tu ?

    a+
  • Bonjour Jippy
    J'utilise Cabri depuis ses débuts. Attention, il est payant.
    Tu peux utiliser le logiciel libre GeoGebra.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Merci Jippy
    Il est difficile de lire ta démonstration, déjà sujette à caution dans la mesure où tu utilises des angles dont tu ne donnes pas la définition
    Je ne plaisante pas avec mon adage sur les angles.
    Quand on peut s'en passer comme je l'ai fait, il ne faut pas hésiter!
    Plutôt que de t'escrimer sur cette configuration sans intérêt, tu devrais t'entraîner à maîtriser les diverses définitions d'un angle!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    Avec quel logiciel as-tu réalisé ton animation?
    Cela m'intéresse beaucoup!
    Refais ton animation suivant mes indications!
  • Bonsoir Pappus,

    L'animation gif n'est pas de moi (heureusement elle est erronée :)). Je l'ai trouvée à cette adresse :
    https://www.naturelovesmath.com/mathematiques/les-tenseurs-pour-les-nuls/

    J'étudiais à l'époque les tenseurs car je voulais comprendre les équations d'Einstein...

    Mais c'est avec plaisir que je t'aurais indiqué le logiciel d'animation utilisé.

    Sur les angles, la vision du dessin me suffit, et ma démo m'a satisfait pleinement. Ce problème m'a occupé l'esprit pendant 2 jours (je ne lâche pas facilement à mon grand regret).

    J'aime ce type de démos géométriques. L'une de mes préférés celle de Pythagore basée sur les 4 triangles-rectangle formant un carré...

    Bien à toi
  • Bonsoir Jippy
    Merci pour ce lien.
    L'auteur est un peu désinvolte. Il reconnaît lui même avoir fait des erreurs dans son animation tape à l'oeil, sans dire lesquelles.
    Une bonne vieille figure faite sous Cabri est plus parlante!
    Ainsi, il faut se méfier de ce qui se dit sur la toile, même sur des sites mathématiques!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
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