Angle deux droites vectorielles dans $\C^2$

Bonsoir,
merci de votre aide, je tourne en rond.
On est dans C2 muni du produit scalaire hermitien.
L'angle de deux droites vectorielles, qui est une distance sur P(C2), est donné par
arc cos ||X/x'|| / ||x||.||x'||, c'est-à-dire l'arc dont le cosinus est le module du produit scalaire, rendu unitaire
Pardon à Pappus: le livre de Latex est toujours sur un coin de mon bureau.
On dit que deux droites sont orthogonales quand le produit scalaire est nul.
Qu'en est-il des isotropes ?
Elle sont de la forme C(1,i) et C(1,-i).
Le produit scalaire (hermitien) des deux isotropes donne 0, ce qui rendrait les deux isotropes perpendiculaires dans C2.
Évidemment, ça me choque puisque dans tout ce que j'ai utilisé jusqu'ici, on disait que les isotropes étaient orthogonales à elles-mêmes.
Soit je me trompe dans le calcul de l'angle des deux isotropes, soit je dois admettre que quand on utilise i dans les traités classiques sur les coniques, ce qu'il y a derrière ce n'est pas l'orthogonalité du produit scalaire hermitien que l'on emploie quand on en parle, mais-celle du complexifié de R2 au R3 c'est à dire xx'+yy',où les x et y peuvent être complexes. Il n'y a pas alors de distance...
Bref, après avoir pataugé tout seul je suis perdu, et je vous demande de l'aide...
Merci !

Réponses

  • Bonjour amateur.

    Je ne connais pas bien $\mathbb{C}^2$, ni la géométrie des év. symplectiques.
    Mais on peut regarder la chose. Si j'ai bien compris,
    $\langle (a,b)|(a',b') \rangle = a\bar{a'}+b\bar{b'}$
    Donc $\langle (1,i)|(1,i) \rangle = 1+i\bar{i} = 1\times 1+i\times (-i)=2$
    et $\langle (1,i)|(1,-i) \rangle = 1+i(\bar{-i}) = 1\times 1+i\times i=0$
    Après, on retourne aux définitions...
    Ce qui est sûr, c'est qu'il vaut mieux brancher le module "intuition algébrique"
    que le module "intuition géométrique".

    Peut-être une autre personne du site...
  • Bonjour à tous
    Je n'ai jamais entendu parler d'angles en géométrie hermitienne.
    Quand à la définition d'Amateur, elle n'appartient qu'à lui et je ne vois pas trop à quoi elle peut servir!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Merci Soland. C'est justement le problème, avec cette topologie, on trouve que l'angle entre les deux droites isotropes est droit...ce qui contredit la topologie qu'on utilise d'habitude où les isotropes sont orthogonales à elles-mêmes mais pas entre elles . La question que je me pose est quel espace P(K3) et quelle topologie employer pour pourvoir employer les isotropes, la notion de foyer, disposer d'une droite de l'infini et étudier... les coniques et autres à coefficients réels.
    Visiblement on ne peut pas conserver la notion d'angle, bien que la topologie avec le produit hermitien, quand on l'utilise sur P(R3), partie de P(C3), donne la même chose qu'avec le produit scalaire euclidien...

    Oui, je sais , je suis perdu. Et le livre de Tisseron ne m'a finalement pas aidé....
  • Mon cher Amateur
    Si j'en crois le Tisseron, le seul intérêt de la définition de ses angles est de fournir une distance sur l'espace des droites.
    Mais à part cela, je ne vois pas très bien à quoi peuvent bien servir ces angles dans le cas complexe.
    Dans le cas réel, on dispose du groupe commutatif $SO(2)$ qui permet d'additionner commutativement les angles.
    Dans le cas complexe c'est le groupe $S(U,2)$ qui n'est pas commutatif puisque c'est (plus ou moins) le groupe des quaternions.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Merci encore Pappus.

    Je suis parti sur l'idée que le meilleur espace pour étudier les coniques (à coefficients réels ) était P(C3, que j'ai donc voulu étudier, d'où le livre de C. Tisseron.

    La métrique naturelle pour C3 est d'utiliser le produit scalaire hermitien, d'où mon intérêt pour cette partie du livre de C. Tisseron. Mais dans un tel espace, les vecteurs (1,i,0) et (1,-i,0) sont orthogonaux entre eux et le carré scalaire de l'un ou l'autre est 2. Ce qui n'est évidemment pas ce qu'on a l'habitude de dire..

    Donc ce n'est pas P(C3) l'espace employé classiquement.

    C'est dommage car P(R3) est un sous-ensemble de P(C3) où l'on trouve les résultats habituels même avec le produit scalaire hermitien, puisque un réel est égal à son conjugué. Mais au lieu de plonger les réels dans les complexes, il va falloir plonger les complexes dans les réels en quelque sorte.

    Je comprends donc que le cadre habituel d'étude des coniques (et autres), avec les propriétés des polaires, des foyers, part d'un espace vectoriel E , R complexifié, où le produit scalaire est la "formule" euclidienne (sans les conjugués) et i un nombre ordinaire dont le carré vaut -1.

    Pour les propriétés projectives, on utilise donc P(E3), pour les propriétés affines, un plan E2 complété d'une droite de l'infini et pour les propriétés métriques un plan E2 muni du produit scalaire euclidien où i est un nombre dont le carré vaut -1. Là on a bien les propriétés habituelles des isotropes, les foyers, etc...

    Mais la métrique de ces espaces n'est pas "complète" puisqu'il n'y a pas de distance entre éléments imaginaires, ni d'angle entre deux droites complexes.

    Il me semble donc qu'en les utilisant, il faille toujours préciser, en parlant de points ou de droites, si ils sont réels ou imaginaires.

    Dans ces espaces construits à partir de E, une droite complexe n'a pas de direction (alors qu'elle en a une dans un espace hermitien), bien que l'on se permette de parler d'une droite de" pente i". C'est de là que sont venues mes interrogations, la" pente" de l'isotrope de l'origine dans un espace euclidien "prolongé" sur R complexifié n'est pas le vecteur directeur d'une droite complexe de l'espace hermitien !

    J'enfonce des portes ouvertes, mais je suis persuadé que beaucoup de taupins qui ont navigué dans les coniques n'avaient pas à l'esprit les précautions qu'il fallait prendre et un grand nombre de théorèmes pêchent par manque de précision sur le caractère réel ou imaginaire des éléments en cause,.Quand on parle coniques homofocales, on pense uniquement aux foyers réels, en tout cas, si on on faut un sondage, c'est ce que 85% des taupins penseraient.

    Voilà, je crois que je commence à comprendre sur quel océan je suis.J'ai pris inutilement l boussole hermitienne, je vais la laisser tomber. Mais je vais essayer d'être très scrupuleux en réétudiant les propriétés des coniques (à coefficients réels), en me posant toujours des questions sur le caractère réel des éléments.

    J'espère que vous aurez le courage de me lire jusqu'au bout et me confirmer que la voie est la bonne: partir de R complexifié avec le produit scalaire euclidien, i2=-1 et donc un espace métrique "incomplet".
  • Pappus,

    J'ai trouvé à la fin du Livre de C. Tisseron ce que je cherchais, c'est à dire comment on arrive à l'espace projectif complexe utilisé pour l'étude des courbes algébriques.

    On part d'un espace euclidien (R2 ou R3), qu'on identifie à un sous-espace de son complexifié, on introduit les points à l'infini avec les coordonnées homogènes. On prolonge le produit scalaire, qui n'est plus positif quand il s'applique à des élément complexes de cet espace.

    On utilise ainsi i comme un scalaire quelconque dans un plan euclidien, en faisant attention quand on parle d'angle et de distances.

    La notion de distance basée sur un produit scalaire positif n'existe plus ici, donc les théorèmes sur les longeurs, les rapports de longueur doivent exclure les cas où des éléments sont complexes (foyers imaginaires par exemple). A moins que ces théorèmes, quand les points deviennent complexes ne se transmutent en quelque chose d'utile quand même et d'interprétable ?

    La notion d'angle existe toujours, grâce à la formule de Laguerre. Simplement elle n'a aucun sens géométrique (cad: utilisable sur la figure) dans le cas de droites complexes, puisque les angles sont complexes (et les cosinus pas dans les limites habituelles). Sauf dans le cas des imaginaires purs où la formule de Laguerre reconnaît que l'angle d'une isotrope avec elle-lmême est bien pi/2.

    J'espère avoir compris cette fois. Je vais approfondir dans cette direction.


    PS: j'ai trouvé en même temps la réponse à la question que j'avais posée dans un fil précédent: où rencontre-t-t-on des angles complexes et des cosinus pas compris entre -1 et 1: dans l'espace projectif complexe. Mais ils ne servent p priori à rien, sauf pour confirmer l'orthogonalité.

    Merci de votre attention.
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