Pascal pour pldx1

Bonsoir
Pldx1 possède un logiciel très puissant pour calculer les incidences (voir fil: droites de Pappus).
Pourrait-il m'aider pour les droites de Pascal (hexagramme).

6 positions étant fixées sur une conique, on considère tous les hexagones inscrits, il y en a 120. Les côtés opposés d'un hexagone donné sont concourants (th. de [large]P[/large]ascal) ; mais on n'a que 40 points de rencontre, les hexagrammes pouvaient se regrouper par familles de 3.

La question est : que sait-on de ces quarante points ? Sur combien de droites (exactement ) se disposent-ils (si la question a une sens) ?

Ces droites de regroupement sont-elles concourantes en familles de trois (ou quatre ? ou autre ?), donnant de nouveaux points, eux-mêmes de nouveau peut-être alignés sur un nombre exact de droites, etc ...

Bref peut-on "réduire" cette famille de 120 hexagrammes à quelque(s) point(s) et/ou droite(s) ?
Amicalement.
Amateur

[En toute occasion Blaise Pascal (1623-1662) prend une majuscule. AD]

Réponses

  • Moi je compte 60 hexagones et 45 points de rencontre.
    3 points de rencontre alignés pour chaque hexagone, 4 hexagones (et 4 droites d'alignement) pour chaque point de rencontre, c'est normal : 180 couples (hexagone, point de rencontre sur l'hexagone).
  • Le livre Configurations from a Graphical Viewpoint de Tomaž Pisanski et Brigitte Servatius commence par l'Hexagrammum Mysticum de Pascal et y trouve des centaines de points intéressants. Par exemple les 20 « points de Steiner ».
    Pisanski & a écrit:
    If we consider the hexagon ABCDEF , the implication of Pascal’s theorem that the opposite sides meet in three collinear points says exactly that the triangle formed by the sides AB, CD, and FE and that formed by BC , DE, and FA have their corresponding sides in perspective from a line, see Fig. 1.4, in which that perspective line is close to infinity and not pictured. So, by Desargues’ theorem, the corresponding vertices of these triangles are in perspective from a point, S. Moreover, the lines through the corresponding vertices are each Pascal lines, albeit not for the hexagon ABCDEF , and the intersection point, baring special positions, is not one of the 45 Pascal points. Since the point S is significant, as are all 20 such constructed points, we could now add these new points, called Steiner points, to our collection; however, we would no longer have just a single class of points. In the new collection, the Pascal points belong to four lines while the Steiner points belong to just three.
    Il y a aussi « 60 points de Kirkman, 20 droites de Cayley, 15 droites de Plücker lines et 15 points de Salmon » et d'autres faisant intervenir les noms de « Brianchon, Hesse, Von Staudt, Veronese, Cremona et Sylvester ». Plutôt que poursuivre l'étude, il renvoie aux références suivantes (bonne chance pour les trouver à la bibliothèque du coin...) :
    • F.W. Levi, Geometrische Konfigurationen. Mit einer Einführung in die Kombinatorische
      Flächentopologie
      (S. Hirzel, Leipzig, 1929)
    • G. Salmon, A Treatise on Conic Sections. 6th ed. New York Chelsea Pub., (1954) Reprinted
      by the American Mathematical Society (Providence, Rhode Island, 2005)
    93340
  • Merci beaucoup pour ce document passionnant !
  • Merci aussi Math Cros, de quoi fouiller en effet !!
    PS: la réédition de Salmon se trouve facilement (même en français).
  • Bonjour,

    Après un lancement pareil, il va bien falloir que je contribue d'une façon ou d'une autre, même si l'hexagramme de Pascal m'apparaît plus comme un outil destiné à remplacer les déterminants... avant l'invention du déterminant un bon siècle plus tard.

    Pour ce qui est des logiciels puissants, ils sont encore plus puissants lorsque l'on se pose les bonnes questions en matière de complexité. Par exemple, il y a $6!=720$ éléments dans $\mathfrak{S}_{6}$. Mais il n'y a que 60 configuration différentes: peu importe par quel sommet on commence la numérotation. Et peu importe si l'on tourne à gauche ou à droite, les côtés antipodaires n'en sont pas changés.

    On choisit six sommets avec des coordonnées anti-collision: \[ \left(\begin{array}{c} +1\\ 1\\ +1 \end{array}\right),\left(\begin{array}{c} -1\\ 1\\ -1 \end{array}\right),\left(\begin{array}{c} +i\\ 1\\ -i \end{array}\right),\left(\begin{array}{c} -i\\ 1\\ +i \end{array}\right),\left(\begin{array}{c} \dfrac{9}{10}+\dfrac{4i}{5}\\ 1\\ \dfrac{9}{10}-\dfrac{4i}{5} \end{array}\right),\left(\begin{array}{c} \dfrac{1}{2}+i\,\dfrac{5+\sqrt{793}}{32}\\ 1\\ \dfrac 1 2 - i\,\dfrac{5+\sqrt{793}}{32} \end{array}\right) \] On calcule et on empile. Au moment de compter, il convient d'utiliser des set of list: les lists sont coagulées par valeurs (ce que l'on cherche), tandis que des matrices seraient coagulées par pointeurs (=c'est à dire jamais). Finalement, on trouve 60 droites de Pascal, prouvant qu'il y en a 60.

    On trouve aussi 45 intersections plouf. Comme il y a $60\times 3$ paires (hexagone,intersection), cela suggère une configuration à 4 droites par intersection plouf. On suit à la trace la première intersection, et on voit qu'elle provient des hexagones $1,2,25,26$ dont les sommets sont: \[ \left[1,2,25,26\right]\mapsto\left[[1,2,3,4,5,6],[1,2,3,5,4,6],[2,1,3,4,5,6],[2,1,3,5,4,6]\right] \] Mécébiensur, dit-elle.

    On s'intéresse aux intersections de droites de Pascal. On coupe $P_{1}$ par $P_{j}$ ($j>1$) et on se demande combien (x) de $P_{k}$ passent par là (y compris $P_{1}$ et $P_{j}$). On procède itérativement et on trouve 42 valeurs de $j$ avec $x=2$, 8 valeurs de $j$ avec $x=3$ et 9 valeurs de $j$ avec $x=4$. On en déduit qu'il y a 45 points de coordinance 4 (les plouf déjà obtenus), 80 points de coordinance 3 et 1260 points de coordinance 2. Les $x=3$ associés avec $P_{1}$ sont obtenus comme: \[ \left(\begin{array}{c} [1,8,59]\\{} [1,17,51]\\ 1,18,27]\\{} [1,23,52] \end{array}\right)\mapsto\left[\begin{array}{ccc} [1,2,3,4,5,6] & [1,3,2,5,4,6] & [4,3,1,2,5,6]\\{} [1,2,3,4,5,6] & [1,4,5,2,3,6] & [3,4,1,2,5,6]\\{} [1,2,3,4,5,6] & [1,4,5,3,2,6] & [2,1,4,3,5,6]\\{} [1,2,3,4,5,6] & [1,5,4,2,3,6] & [3,4,2,1,5,6] \end{array}\right] \]

    La configuration de Steiner consiste à obtenir un triangle$
    \def\tri#1{\mathcal{T}_{#1}} \def\trim#1{\boxed{\mathcal{T}_{#1}}}


    $ $\tri 1$ comme dual du trigone $AB,CD,EF$ et un triangle $\tri 2$ comme dual du trigone $DE,FA,BC$. Calculant $\tri 3^{*}\doteq homolgon\left(\tri 1,\tri 3\right)$ on obtient trois droites que l'on peut identifier comme étant trois droites de Pascal, à savoir: \[ [15,6,47]\mapsto\left[[1,4,3,2,5,6],[1,2,5,4,3,6],[3,2,1,4,5,6]\right] \] Elles sont concourantes (Desargues). On a donc identifié un point de coordinance 3. On transporte sur le premier hexagone (les groupes agissant, cela sert à cela). Cela donne \[ [1,2,3,4,5,6][1,4,5,2,3,6][3,4,1,2,5,6]\hookrightarrow\left[1,17,51\right] \] qui fournit le prototype d'une série de 20 points (les points de Steiner).

    Pour ce qui est des 60 autres points de coordinance 3, la substitution $[1\mapsto4,4\mapsto3,5\mapsto1,3\mapsto2,2\mapsto5,6\mapsto6]$ envoie le triplet \[ 1,2,3,4,5,6],[1,4,5,3,2,6],[2,1,4,3,5,6\hookrightarrow\left[1,18,27\right] \] sur le triplet \[ 4,5,2,3,1,6],[4,3,1,2,5,6],[5,4,3,2,1,6\hookrightarrow\left[8,59,1\right] \] et donc les 60 forment une seule orbite (Kirkman ?).

    On s'intéresse aux alignements des points plouf. On aligne $U_{1}$ avec $U_{j}$ ($j>1$) et on se demande combien (y) de $U_{k}$ sont sur cette droite (y compris $U_{1}$ et $U_{j}$). Cette fois-ci, on procède par exhaustion. On trouve 26 paires, 4 triplets et 2 paquets de 6 (test de cohérence: $26\times1+4\times2+2\times5=45-1$). Pour la coordinance 3, cela donne $45\times4/3=60$: on voit qu'il n'y a pas d'autres candidats que les droites de Pascal. Pour la coordinance 6, cela donne $45\times2/6=15$. Il faudrait montrer que ces droites forment une seule orbite ( Plucker ?).

    Nb: a un moment ou un autre, il faudra bien arrêter de reconnaître le terrain et procéder par calculs formels en local, suivi d'un transport par le groupe agissant sur la configuration.

    Cordialement, Pierre.
  • Merci pldx1 !
    Je me contenterai d'utiliser les raisonnements combinatoires...
    On peut ensuite se poser la question suivante:

    il apparaît souvent des multiples de 6 (points ou droites).
    Peut-on grouper droites ou points par relation de conconicité (ponctuelle ou tangentielle). Il est vraisemblable que certains points d'une famille sont conconiques avec ceux d'autre familles, introduisant ainsi un pont ente certaines familles de points. Par exemple conconicité de trois-points de Steiner (intersection de 3 côtés opposés) et de trois points de Kirkman....
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