Inversion d'une surface, les normales

Bonjour,

Il y a un truc que je ne comprends pas. J'ai une surface $S_1$ et je la transforme en une surface $S_2$ par une inversion géométrique. J'ai les normales de $S_1$. Je dis que l'inversion préserve les angles, donc j'obtiens les normales de $S_2$ par l'inversion. Cela donne, en un point $x_1$ de $S_1$ :
# calcul de l'extrémité de la nouvelle normale
foo = inversion(normal1(x_1) + x_1)
# calcul de l'image de x_1
x_2 = inversion(x_1)
# calcul de la nouvelle normale (vecteur)
normal2(x_2) = x_2 - foo

Il y a un problème : le résultat dépend de la longueur de normal1(x_1), et ceci pas de façon proportionnelle (c-à-d deux longueurs différentes donnent des normal2(x_2) non colinéaires). Donc ça ne peut pas être ça.

Dans mon cas, j'ai trouvé, par chance, la bonne longueur de normal1(x_1), c'est-à-dire celle qui donne une normal2(x_2) correcte.

Qu'est-ce qui est faux dans ce raisonnement ? Quelle est la bonne longueur de normal1(x_1) ?

Réponses

  • Mon cher Saturne
    Une inversion conserve les angles, qu'est-ce que cela veut dire exactement?
    J'ai souvent seriné et seriné que moins on se servait des angles, (dont plus personne ne maîtrise les diverses définitions), et mieux on se portait!
    Dans cette sombre histoire, le plus important est ce qu'on peut dire sur la différentielle en un point d'une inversion!!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Cher Pappus,

    Cela veut dire que $\widehat{I(A)I(B)I(C)} = \widehat{ABC}$.

    La définition d'un angle ? Hmm, je ne sais plus, mais bon on comprend sans définition à l'école primaire.

    En tout cas, mon truc marche. Voici mon oeuvre : cyclide de Dupin obtenue par l'inversion d'un tore. Mais c'est un miracle que j'ai trouvé la bonne longueur...
  • Mon cher Saturne
    Si j'ai bien compris, tu n'as pas d'angles à calculer mais des longueurs!!
    Alors à quoi bon parler d'angles si c'est pour ne pas s'en servir!
    J'ai plus ou moins l'intuition que ce que je veux te faire dire sur ces différentielles doit te permettre de calculer directement tes longueurs!
    Ceci dit ton égalité $\widehat{I(A)I(B)I(C)} = \widehat{ABC}$ est une monstruosité souvent répétée au fil des années par de nombreux participants de ce forum!!
    Quelles sont les transformations $I$ qui vérifient ton égalité? Certainement pas les inversions!!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Ah, alors les inversions préservent seulement les angles droits ?

    Je ne sais plus mais dans mon raisonnement je calcule bien l'image de la normale du tore par l'inversion (i.e. le vecteur d'extrémités les images des extrémités de la normale), et ça marche. Je veux les normales de la cyclide (sans les normales, le dessin en 3D n'est pas lisse).

    Je suis plutôt nul en géo diff, tu auras du mal à me faire dire quelque chose :-)
  • Wikipédia a écrit:
    Théorème — Les inversions de rapport non nul préservent les angles (orientés).
  • Mon cher Saturne
    Tu peux citer Wikipédia autant de fois que tu veux, tu n'as pas compris ce que veut dire: préserver les angles (orientés).
    Je te signale que mettre (orientés) est une nouvelle monstruosité!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour
    Je viens de regarder ce que dit Wikipédia sur l'inversion.
    Effectivement, on y voit bien la phrase citée par Saturne.
    Mais Wikipédia se garde bien de dire ce qu'il entend par préserver les angles(orientés)
    Quelle est la triste conclusion de tout cela?
    Eh bien, de temps en temps Wikipédia raconte n'importe quoi!
    Cela ne m'étonne guère!
    Comment voulez vous que des personnes n'ayant jamais fait de géométrie sérieusement puissent rédiger des articles sur la géométrie?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Ah oui ça ne peut pas être $\widehat{I(A)I(B)I(C)} = \widehat{ABC}$ car l'image d'une droite n'est pas une droite en général... Ce serait plutôt : les images de deux droite concourantes se coupent en formant le même angle.
    J'ai maintenant l'impression que mon raisonnement est bidon, je me demande bien pourquoi ça marche...
  • Saturne,

    on peut définir l'angle entre deux courbes (*) comme l'angle entre leurs tangentes (là encore, bien choisir la notion d'angle).

    Cordialement.


    (*) lisses ? régulières ? je ne sais plus quel est le bon mot, mais en tout cas qui ont des tangentes
  • Oui oui je sais ça gérard0. Quand on deal avec les inversions on a affaire à des droites et des cercles, ce n'est pas très difficile.

    Je reformule le problème pour faire le point :

    Soit $T$ un tore (classique) et $C$ son image par une inversion $I$. On note $n_1(x)$ la normale unitaire à $T$ au point $x$. Pour un réel $k$ donné, on note $x'$ le point tel que $\vec{xx'} = k.n_1(x)$. Montrer qu'il existe un réel $k$ tel que $\vec{I(x)I(x')}$ est une normale à $C$ au point $I(x)$. Quel est ce nombre $k$ ?
  • Bonjour
    Le point $x’$ décrit la normale en $x$ au tore $T$.
    Donc le point $I(x’)$ décrit un cercle $\gamma$ normal à $N$ au point $I(x)$.
    Conclusion?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour
    Il reste quand même des questions cruciales en suspens plus importantes que les préoccupations de Saturne:
    1° Quand dit-on qu'une transformation (d'un espace affine euclidien) préserve les angles?
    2° Quelles sont les transformations $f$ (d'un espace affine euclidien)
    telles que pour tout triplet de points $(A,B,C)$, on ait:
    $$\widehat{ABC}=\widehat{f(A)f(B)f(C)}$$
    3° Quelle est la nature de la différentielle d'une inversion en un point donné?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Merci pappus. Je me poserai avec un stylo pour essayer de comprendre. Ce sera mon premier exercice sur les inversions (:D
    Par contre j'ai des bouquins de géométrie sur les inversions en pdf mais sur mon PC du boulot, et le boulot m'a bloqué l'accès à mon compte :-? (car je suis en arrêt maladie depuis trop longtemps à leur goût). Mais bon je me débrouillerai sans ces bouquins.
  • Mon cher Saturne
    Je peux t'apprendre un peu de géométrie certes mais toi tu aurais pu m'apprendre beaucoup de choses en informatique.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonne Nuit
    Voici les réponses à mes questions
    1° Une transformation préserve (localement) les angles si et seulement si sa différentielle est une similitude.
    2° $f$ est une similitude
    3° La différentielle en un point d'une inversion est une similitude indirecte.
    Dans cette optique, voir le défunt théorème de Liouville, défunt puisque la géométrie circulaire a sombré corps et biens!
    Curieusement il le démontrait en faisant intervenir des lignes de courbure et des systèmes triple orthogonaux, toutes notions qui ont disparu aujourd'hui.
    Pour une preuve plus accessible, voir le livre de Berger!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
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