Idée d'axiomatisation de la géométrie plane
dans Géométrie
Bonjour à tous.
Voici une démonstration du fait qu'une isométrie $f$ du plan $\mathcal{P}$ envoie la droite $(AB)$, $A,B\in \mathcal{P}$, sur la droite $\left ( f(A)f(B) \right )$.
On montre que \[\forall M \in \mathcal{P},\ M\in (AB) \Leftrightarrow f(M)\in \left ( f(A)f(B) \right ) .\] La droite $(AB)$ est l'ensemble \[\{M\in \mathcal{P} \mid MA+AB=MB \}\cup\{M\in \mathcal{P} \mid AM+MB=AB \}\cup\{M\in \mathcal{P} \mid AB+BM=AM \}.\] Soit $M\notin (AB)$. Alors
\begin{eqnarray*}
MA + AB &\neq& MB ;\\
AM + MB &\neq& AB ;\\
AB + BM &\neq& AM.
\end{eqnarray*} Comme $f$ est une isométrie, ceci est équivalent à
\begin{eqnarray*}
f(M)f(A) + f(A)f(B) &\neq& f(M)f(B) ;\\
f(A)f(M) + f(M)f(B) &\neq& f(A)f(B) ;\\
f(A)f(B) + f(B)f(M) &\neq& f(A)f(M).
\end{eqnarray*} Ce qui est équivalent à $f(M)\notin \left ( f(A)f(B) \right ) .$ Cela achève la démonstration.
Le point clé dans cette démonstration est de voir la droite $(AB)$ comme la réunion des trois ensembles comme cela est fait. En faisant cela, je me suis demandé s'il existait une façon d'axiomatiser la géométrie plane en partant d'un espace métrique infini auquel on rajouterait des propriétés. Questions : savez-vous si une telle démarche existe déjà ? Cela vous paraît-il possible à réaliser ?
Merci d'avance de vos réponses.
Voici une démonstration du fait qu'une isométrie $f$ du plan $\mathcal{P}$ envoie la droite $(AB)$, $A,B\in \mathcal{P}$, sur la droite $\left ( f(A)f(B) \right )$.
On montre que \[\forall M \in \mathcal{P},\ M\in (AB) \Leftrightarrow f(M)\in \left ( f(A)f(B) \right ) .\] La droite $(AB)$ est l'ensemble \[\{M\in \mathcal{P} \mid MA+AB=MB \}\cup\{M\in \mathcal{P} \mid AM+MB=AB \}\cup\{M\in \mathcal{P} \mid AB+BM=AM \}.\] Soit $M\notin (AB)$. Alors
\begin{eqnarray*}
MA + AB &\neq& MB ;\\
AM + MB &\neq& AB ;\\
AB + BM &\neq& AM.
\end{eqnarray*} Comme $f$ est une isométrie, ceci est équivalent à
\begin{eqnarray*}
f(M)f(A) + f(A)f(B) &\neq& f(M)f(B) ;\\
f(A)f(M) + f(M)f(B) &\neq& f(A)f(B) ;\\
f(A)f(B) + f(B)f(M) &\neq& f(A)f(M).
\end{eqnarray*} Ce qui est équivalent à $f(M)\notin \left ( f(A)f(B) \right ) .$ Cela achève la démonstration.
Le point clé dans cette démonstration est de voir la droite $(AB)$ comme la réunion des trois ensembles comme cela est fait. En faisant cela, je me suis demandé s'il existait une façon d'axiomatiser la géométrie plane en partant d'un espace métrique infini auquel on rajouterait des propriétés. Questions : savez-vous si une telle démarche existe déjà ? Cela vous paraît-il possible à réaliser ?
Merci d'avance de vos réponses.
Réponses
-
Si j'ai bien lu, tu montres que
Si $Z\in\;\text{droite}(A,B)$
Alors $fZ\in\;\text{droite}(fA,fB)$
Il faut montrer l'inclusion réciproque.
Heureusement les isométries forment un groupe ! -
Bonjour soland. Nous raisonnons par équivalence, et l’équivalence démontrée suffit bien à montrer l’égalité entre « la droite des images et l’image de la droite ».
-
-
Bonsoir/bonjour...
je propose une autre démonstration:
si 3 points sont alignés, on est dans le cas d'égalité de l'inégalité triangulaire (et réciproquement )
avec l'isométrie: on se retrouve avec 3 longueurs de segments, définie par 3 points , dont la plus grande est la somme des 2 autres, donc les 3 points images sont alignés. -
Bonjour soland. Merci pour ton partage, cela semble être exactement ce que je cherchais.
-
A ton service.
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.
Bonjour!
Catégories
- 163.1K Toutes les catégories
- 7 Collège/Lycée
- 21.8K Algèbre
- 37.1K Analyse
- 6.2K Arithmétique
- 52 Catégories et structures
- 1K Combinatoire et Graphes
- 11 Sciences des données
- 5K Concours et Examens
- 11 CultureMath
- 47 Enseignement à distance
- 2.9K Fondements et Logique
- 10.3K Géométrie
- 62 Géométrie différentielle
- 1.1K Histoire des Mathématiques
- 68 Informatique théorique
- 3.8K LaTeX
- 39K Les-mathématiques
- 3.5K Livres, articles, revues, (...)
- 2.7K Logiciels pour les mathématiques
- 24 Mathématiques et finance
- 312 Mathématiques et Physique
- 4.9K Mathématiques et Société
- 3.3K Pédagogie, enseignement, orientation
- 10K Probabilités, théorie de la mesure
- 772 Shtam
- 4.2K Statistiques
- 3.7K Topologie
- 1.4K Vie du Forum et de ses membres
In this Discussion
Qui est en ligne 3
3 Invités