{"id":118,"date":"2021-10-15T15:15:21","date_gmt":"2021-10-15T11:15:21","guid":{"rendered":"http:\/\/curvica974.re\/?page_id=118"},"modified":"2025-12-16T13:26:06","modified_gmt":"2025-12-16T09:26:06","slug":"ps-conjugaison-avec-klein","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/curvica974.re\/?page_id=118","title":{"rendered":"Pseudosph\u00e8re &#8211; Conjugaison avec KB"},"content":{"rendered":"\n<p>Avec cette probl\u00e9matique d&rsquo;envoyer la pseudosph\u00e8re dans le disque limite de Beltrami, nous allons \u00eatre plus concr\u00e8tement concern\u00e9s par la repr\u00e9sentation des diff\u00e9rentes feuilles de la pseudosph\u00e8re dans le disque, et plus pr\u00e9cis\u00e9ment par la place de la feuille principale. On a naturellement choisi de param\u00e9trer cette feuille principale par une longitude allant de \\(0\\) \u00e0 \\(2\\pi\\). Or nous allons voir que ce n&rsquo;est pas le plus pertinent. Nous serons donc \u00eatre amen\u00e9 \u00e0 modifier les calculs naturels pour retrouver une certaine sym\u00e9trie dans les configurations. <\/p>\n\n\n\n<p>Dans un premier temps, il s&rsquo;agit d&rsquo;adapter les calculs de Beltrami, qui utilisait ses \u00ab\u00a0coordonn\u00e9es curvilignes\u00a0\u00bb &#8211; que l&rsquo;on pr\u00e9sentera dans l&rsquo;item d&rsquo;illustrations de son <em>Essai d&rsquo;interpr\u00e9tation<\/em> &#8211; \u00e0 notre syst\u00e8me (latitude, longitude) qui s&rsquo;apparente plut\u00f4t \u00e0 des coordonn\u00e9es \u00ab\u00a0pseudo-cylindriques\u00a0\u00bb. On trouve alors, pour un \u00e9quateur de rayon 1 et un cercle limite  aussi de rayon 1, la param\u00e9trisation \\((u, \\theta) \\rightarrow (x,y)\\) suivante :<br>\\(x=\\displaystyle \\frac{\\theta^2+ch^2(u)-1}{\\theta^2+ch^2(u)+1}\\) et \\(y=\\displaystyle \\frac{-2\\theta}{\\theta^2+ch^2(u)+1}\\)<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-small-font-size\"><em><strong>Remarques<\/strong><\/em><br><em>\u2022 le signe \u00ab\u00a0&#8211;\u00a0\u00bb en \\(y\\) n&rsquo;est pas produit par le calcul, il a \u00e9t\u00e9 ajout\u00e9 pour qu&rsquo;un mouvement dans le sens trigonom\u00e9trique sur un cercle parall\u00e8le \u00e0 l&rsquo;\u00e9quateur (un horicycle pour la pseudosph\u00e8re) correspond \u00e0 un mouvement de m\u00eame sens sur l&rsquo;horicycle image dans le disque limite de Beltrami.<br>\u2022 les rayons \u00e9gaux \u00e0 1 dans les calculs n&rsquo;est pas une contrainte dans les repr\u00e9sentation en g\u00e9om\u00e9trie dynamique puisque l&rsquo;impl\u00e9mentation logicielle de la g\u00e9om\u00e9trie est affine et barycentrique : si on augmente le rayon du cercle, tout est modifi\u00e9 homoth\u00e9tiquement, c&rsquo;est juste le rapport \u00e0 l&rsquo;unit\u00e9 qui change.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>La param\u00e9trisation de Beltrami associe l\u2019origine de son rep\u00e8re curviligne (\\(u=0, v=0\\), nous y reviendrons en d\u00e9tail au prochain item) qui correspond pour nous \u00e0 \\(\\theta=0, u=0\\), \u00e0 l\u2019origine du cercle-limite (\\(O_{dl}\\) ci-dessous). Il est imm\u00e9diat aussi que, dans cette correspondance \\(0 \\le x &lt;1\\), et donc que l\u2019image de la pseudosph\u00e8re est incluse dans un demi-disque. La repr\u00e9sentation \u00e9tant sym\u00e9trique \u00e0 l\u2019axe des abscisses, on peut s\u2019int\u00e9resser \u00e0 \\(y \\ge 0\\). L\u2019ordonn\u00e9e est maximale pour \\(ch(u)\\) minimal, c\u2019est-\u00e0-dire \u00e9gal \u00e0 1, soit \\(u=0\\) et donc quand les points de la pseudosph\u00e8re sont sur le cercle \u00e9quateur. Dans ce cas, les projections \\(x\\) et \\(y\\) v\u00e9rifient alors : \\(\\displaystyle \\frac{\\left( x-\\displaystyle \\frac{1}{2}\\right)^2}{\\displaystyle \\left( \\frac{1}{2}\\right)^2}+\\displaystyle \\frac{y^2}{\\left( \\frac{1}{\\sqrt{2}}\\right)^2}=1\\). <\/p>\n\n\n\n<p>L&rsquo;image de la pseudosph\u00e8re est donc \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur d&rsquo;une ellipse, qui plus est tangente au disque limite, donc \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur d&rsquo;un horicycle du mod\u00e8le de Klein Beltrami. Une premi\u00e8re cons\u00e9quence est que la pseudosph\u00e8re, comme mod\u00e9lisation du plan de Lobatchevsky, n&rsquo;a qu&rsquo;un point \u00e0 l&rsquo;infini accessible : le centre de cet horicycle pour le mod\u00e8le <strong>KB<\/strong>, soit le point \\(I_{dl} (1,0)\\). On voit aussi que ce point id\u00e9al peut \u00eatre atteint de deux fa\u00e7ons :<br>\u2022 pour \\(\\theta\\) donn\u00e9 (on est sur un m\u00e9ridien) quand \\(u\\) tend vers l\u2019infini : c\u2019est le point \u00e0 l\u2019infini physique de la pseudosph\u00e8re comme surface plong\u00e9e dans l\u2019espace euclidien.<br>\u2022 pour \\(u\\) donn\u00e9 \u2013 on est alors sur un parall\u00e8le (\u00e0 l\u2019\u00e9quateur) \u2013 quand \\(\\theta\\) tend vers l\u2019infini : ce point \u00e0 l\u2019infini du plan hyperbolique s\u2019atteint aussi par un enroulement infini sur un parall\u00e8le de la pseudosph\u00e8re, \u00e0 altitude constante, dans un sens ou dans l&rsquo;autre.<\/p>\n\n\n\n<p>Ce contact unique de la pseudosph\u00e8re avec l\u2019infini justifie que, depuis la terminologie de Klein, la pseudosph\u00e8re est dite aussi, en terme de mod\u00e8le du plan de Lobatchevsky, un <em>mod\u00e8le parabolique<\/em>.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading has-text-align-center\"><strong>R\u00e9glage de l&rsquo;image de la feuille principale<\/strong> <br><strong>par  choix de param\u00e9trisation de la longitude<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>La feuille principale (\\(0 \\le \\theta &lt; 2\\pi\\)) est limit\u00e9e par les deux segments d&rsquo;origine \\(I_{dl}\\) et d&rsquo;extr\u00e9mit\u00e9 \\(O_{dl}\\) pour le premier et le point &#8211; \\(F_{+}\\) ci-dessous &#8211; de coordonn\u00e9es \\(\\displaystyle \\left( \\frac{4\\pi^2}{4\\pi^2+2}, \\displaystyle \\frac{-4\\pi}{4\\pi^2+2} \\right)\\) pour le second. Dans cette param\u00e9trisation, la feuille principale est donc projet\u00e9e dans la moiti\u00e9 inf\u00e9rieure de l&rsquo;horicycle image de la pseudosph\u00e8re, la partie sup\u00e9rieure correspondant \u00e0 la feuille pr\u00e9c\u00e9dente.<\/p>\n\n\n\n<p>Par contre, si on param\u00e8tre la feuille principale sur l&rsquo;intervalle \\(-\\pi \\le \\theta &lt; pi\\) alors la feuille principale est limit\u00e9e par les segments allant de \\(I_{dl}\\) vers les points &#8211; \\(F_{+\\pi}\\) et \\(F_{-\\pi}\\) ci-dessous &#8211; de coordonn\u00e9es \\(\\displaystyle \\left( \\frac{\\pi^2}{\\pi^2+2}, \\displaystyle \\pm \\frac{2\\pi}{\\pi^2+2} \\right)\\), ce qui d&rsquo;une par produit un domaine sym\u00e9trique par rapport \u00e0 l&rsquo;axe des abscisses, et d&rsquo;autre part augmente la couverture de la feuille principale dans l&rsquo;horicycle. D&rsquo;une mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, la param\u00e9trisation de Beltrami favorise fortement la repr\u00e9sentation de la feuille principale.<\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"484\" src=\"http:\/\/curvica974.re\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/LesDeuxFeuilles-Petit-1024x484.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-1564\" style=\"width:712px;height:337px\" srcset=\"https:\/\/curvica974.re\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/LesDeuxFeuilles-Petit-1024x484.jpg 1024w, https:\/\/curvica974.re\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/LesDeuxFeuilles-Petit-300x142.jpg 300w, https:\/\/curvica974.re\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/LesDeuxFeuilles-Petit-768x363.jpg 768w, https:\/\/curvica974.re\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/LesDeuxFeuilles-Petit.jpg 1049w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n<p class=\"has-text-align-center has-small-font-size\"><em>\u00e0 gauche la<\/em> <em>param\u00e9trisation utilis\u00e9e dans les pages pr\u00e9c\u00e9dentes qui donne une part \u00e9gale \u00e0 la feuille principale et la feuille pr\u00e9c\u00e9dente.<br>\u00e0 droite une param\u00e9trisation d\u00e9cal\u00e9e de \\(\\pi\\)<\/em> <em>\u00e9tend la repr\u00e9sentation de la feuille principale sur une partie presque deux fois plus grandes et surtout sym\u00e9trique.<\/em><br>C<em>e sera celle retenue dans les prochaines figures de conjugaison, pour.<\/em> une meilleure lisibilit\u00e9 de la feuille principale.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Le retour de KB sur PS<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Il est donn\u00e9 par les relations \\(\\displaystyle \\theta=\\frac{y}{x-1}\\) et \\(u=ch^{-1}\\displaystyle \\left(\\frac{\\sqrt{1-x^2-y^2}}{1-x}\\right)\\)   (car \\(x&lt;1\\)).<\/p>\n\n\n\n<p>Longitude qu&rsquo;il faut adapter, \u00e0 \\(\\pi\\) pr\u00e8s selon la param\u00e9trisation retenue pour la feuille principale, d&rsquo;o\u00f9 des macros bool\u00e9ennes, vers <strong>KB<\/strong> et vers <strong>PS<\/strong>, mises en oeuvre dans la figure suivante.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Figure d&rsquo;illustration (et d&rsquo;appropriation) de la conjugaison<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>La figure que l&rsquo;on propose sur ce th\u00e8me est riche d&rsquo;illustrations de nombreuses situations. Les trois droites de la pseudosph\u00e8re sont construites par les macros intrins\u00e8ques des pages pr\u00e9c\u00e9dentes. Les points \\(A, B, C\\) sont ensuite envoy\u00e9s sur le disque limite de Beltrami, en \\(A_{kb}, B_{kb}, C_{kb}\\), avec \\(kb\\) pour Klein Beltrami, mais aussi Bool\u00e9en. Les droites sont construites dans <strong>KB<\/strong>. On voit d\u00e9j\u00e0 clairement que les droites sortent de l&rsquo;horicyce rose, image de la pseudosph\u00e8re, et donc que des points peuvent \u00eatre sur ces droites sans pouvoir \u00eatre sur la pseudosph\u00e8re &#8230; \u00e0 ne pas oublier pour la suite. Voici quelques manipulations \u00e0 effectuer<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-small-font-size\">\u2022<em> Tout d&rsquo;abord, sans modifier les pop-up menus commencer par d\u00e9placer les points \\(A, B, C\\) par leurs longitudes. Remarquer que  l&rsquo;enroulement des droites plusieurs fois sur la pseudosph\u00e8re correspond \u00e0 la proximit\u00e9 de la <strong>KB<\/strong>-droite associ\u00e9e vers le point id\u00e9al \\(I_{dl}\\). En effet, si la feuille principale est bien repr\u00e9sent\u00e9e dans la correspondance de Beltrami, les suivantes s&rsquo;enroulent sur quelques pixels dans le mod\u00e8le <strong>KB<\/strong>.<\/em><br><em>\u2022 Ensuite placer un ou deux points sur la feuille pr\u00e9c\u00e9dente, pour voir que les points dans <strong>KB<\/strong> peuvent avoir une ordonn\u00e9e positive, avec le changement des droites associ\u00e9es. D\u00e9placer encore les points sur leurs cercles-parall\u00e8les respectifs. Observer le changement dans <strong>KB<\/strong> quand on franchit le m\u00e9ridien passant par X.<br>\u2022 Puis, avec les trois points sur la feuille principale, activer le changement de param\u00e9trisation de la longitude, et explorer la figure pour voir que, selon les longitudes, le triangle \\(A_{kb}B_{kb}C_{kb}\\) ne se limite plus \u00e0 la partie inf\u00e9rieure de l&rsquo;horicycle rose.<\/em><\/p>\n\n\n<p><center><iframe src=\"https:\/\/www.dgpad.net\/responsive.php?url=https:\/\/drive.google.com\/file\/d\/1U4pTEkARpHmf048-rVssPwmYDD8vvS4B\/view?usp=drive_link\" style=\"width:870px;height:540px;border-style:solid;border-width:1px;box-shadow: 6px 6px 3px #888888;\"><\/iframe><\/center><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center has-small-font-size\"><em>Figure d&rsquo;appropriation de la probl\u00e9matique du choix<\/em> <em>de la param\u00e9trisation de la feuille principale<\/em><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-small-font-size\"><em>\u2022 Une fois ces premi\u00e8res explorations r\u00e9alis\u00e9es, on peut activer les points \\(M, N, P\\) qui sont des points sur les trois droites de <strong>KB<\/strong>. Ils sont renvoy\u00e9s sur la pseudosph\u00e8re en les points-retour \\(M_r, N_r, P_r\\). On a affich\u00e9 aussi les coordonn\u00e9es \\((u, \\theta)\\) des ces trois points-retour.<br>\u2022 Comme signal\u00e9 ci-dessus en pr\u00e9ambule, ces points \u00e9tant \u00ab\u00a0sur objets\u00a0\u00bb des droites, ils sont, en interne du logiciel, rep\u00e9r\u00e9s barycentriquement \u00e0 partir des points d\u00e9finissant les <strong>KB<\/strong>-droites. En particulier, si on change le choix de param\u00e9trisation, un point-retour peut ne plus \u00eatre sur la pseudosph\u00e8re. Quand cela arrive, reprendre le point de <strong>KB<\/strong> concern\u00e9, et observer que son image sur la pseudosph\u00e8re entre sur la surface au moment o\u00f9 le point de <strong>KB<\/strong> franchit l&rsquo;horicycle rose.<br>\u2022 Faire parcourir ces points \\(M, N, P\\)  sur leurs <strong>KB<\/strong>-droites et observer le parcours des points-retour \\(M_r, N_r, P_r\\) sur les droites de la pseudosph\u00e8re, dans les deux cas de param\u00e9trisation de la feuille principales.<br>\u2022 De nombreuses autres explorations sont possibles.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size\">Pr\u00e9f\u00e9rer <a href=\"https:\/\/www.dgpad.net\/index.php?url=https:\/\/drive.google.com\/file\/d\/1GHS26jtI8LnsFPc2Zo7uwqrmzbWp6n-D\/view?usp=drive_link\" data-type=\"link\" data-id=\"https:\/\/www.dgpad.net\/index.php?url=https:\/\/drive.google.com\/file\/d\/1GHS26jtI8LnsFPc2Zo7uwqrmzbWp6n-D\/view?usp=drive_link\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">ouvrir cette figure<\/a> dans un nouvel onglet<br><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading has-text-align-center\"><strong>Compl\u00e9ment sur les m\u00e9diatrices <\/strong><br><strong>et le cycle circonscrit \u00e0 un triangle<\/strong><\/h2>\n\n\n\n<p>Nous avons d\u00e9j\u00e0 construit le cercle circonscrit \u00e0 un triangle quand son centre appartient \u00e0 la pseudosph\u00e8re. Puis l&rsquo;\u00e9quidistante circonscrite \u00e0 un triangle quand la perpendiculaire commune \u00e0 ses m\u00e9diatrices \u00e0 une trace sur la pseudosph\u00e8re. Mais les autres cas ne sont pas accessibles intrins\u00e8quement sur la pseudosph\u00e8re. La conjugaison avec <strong>KB<\/strong> permet de construire le cycle circonscrit dans toutes les configurations.<\/p>\n\n\n\n<p>Ci-dessous on a choisi un triangle \\(ABC\\)  de telle fa\u00e7on qu&rsquo;un petit d\u00e9placement du point \\(B\\)  permet de passer par toutes les situations que l&rsquo;on souhaite illustrer. On continue de noter  \\(A_{kb}, B_{kb}, C_{kb}\\) les images de \\(A, B, C\\) dans le disque-limite de Beltrami. Le point \\(o_{kb}\\) est l&rsquo;intersection des <strong>KB<\/strong>-m\u00e9diatrices du triangle dans <strong>KB<\/strong>. C&rsquo;est l&rsquo;image de l&rsquo;intersection des m\u00e9diatrices \\(o_{ABC}\\) si ce point existe sur la pseudosph\u00e8re. De m\u00eame on note \\(H_{1kb}, H_{2kb}, H_{3kb}\\) les intersections de la perpendiculaire commune aux m\u00e9diatrices avec ces m\u00eames m\u00e9diatrices, ind\u00e9pendamment de l&rsquo;existence des points correspondants sur la pseudosph\u00e8re. Le cycle circonscrit est trac\u00e9 en rouge, dans <strong>KB<\/strong> et sur la pseudosph\u00e8re quand c&rsquo;est un cercle, et en vert, dans les deux mod\u00e8les, quand c&rsquo;est une \u00e9quidistante. La diff\u00e9rence est que, dans <strong>KB<\/strong>, les objets sont entiers et sur la pseudosph\u00e8re, c&rsquo;est souvent seulement la trace du cycle, sauf dans le cas o\u00f9 le cercle circonscrit est enti\u00e8rement contenu dans la pseudosph\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center has-small-font-size\"><em>Galerie de 6 illustrations de la construction des traces sur la pseudsosph\u00e8re des cycles circonscrits \u00e0 un triangle.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p><strong>La figure associ\u00e9e<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Pour construire cette figure, il faut de nombreux outils, elle est donc assez longue \u00e0 charger, et surtout \u00e0 modifier. Toutes les configurations illustr\u00e9es ci-dessus sont accessibles en d\u00e9pla\u00e7ant seulement \\(B\\) de quelques pixels. Pour all\u00e9ger le chargement on a vid\u00e9 la figure des nombreuses macros utilis\u00e9es.<\/p>\n\n\n<p><center><iframe src=\"https:\/\/www.dgpad.net\/responsive.php?url=https:\/\/drive.google.com\/file\/d\/1XyVfUIlBOU2QeoTqCoiw97iJc3VOO7Cc\/view?usp=drive_link\" style=\"width:1050px;height:580px;border-style:solid;border-width:1px;box-shadow: 6px 6px 3px #888888;\"><\/iframe><\/center><\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-text-align-center has-small-font-size\"><em>L&rsquo;essentiel est donc dans le d\u00e9placement du point \\(B\\)<\/em> <em>d&rsquo;\u00e0 peine quelques pixels<\/em>.<\/p>\n\n\n\n<p>Pr\u00e9f\u00e9rer <a href=\"https:\/\/www.dgpad.net\/index.php?url=https:\/\/drive.google.com\/file\/d\/1Nsyxy_mNNYBYXnFPXtylp8QKYBmbfzCM\/view?usp=drive_link\" data-type=\"URL\" data-id=\"https:\/\/www.dgpad.net\/index.php?url=http:\/\/curvica974.re\/FigSite\/Pseudosphere\/Med_TR_Conjug_sans_macros.dgp\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">ouvrir la figure<\/a> dans un nouvel onglet (un peu longue aussi \u00e0 charger)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Avec cette probl\u00e9matique d&rsquo;envoyer la pseudosph\u00e8re dans le disque limite de Beltrami, nous allons \u00eatre plus concr\u00e8tement concern\u00e9s par la repr\u00e9sentation des diff\u00e9rentes feuilles de la pseudosph\u00e8re dans le disque, et plus pr\u00e9cis\u00e9ment par la place de la feuille principale. 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