{"id":5297,"date":"2023-01-15T22:28:07","date_gmt":"2023-01-15T18:28:07","guid":{"rendered":"http:\/\/curvica974.re\/?page_id=5297"},"modified":"2025-12-21T13:44:54","modified_gmt":"2025-12-21T09:44:54","slug":"axiomatique-de-bachmann-introduction","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/curvica974.re\/?page_id=5297","title":{"rendered":"Axiomatique de Bachmann &#8211; Introduction"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"has-small-font-size\">On rappelle que dans tous les menus de ce site, il est conseill\u00e9 d&rsquo;avoir lu en pr\u00e9alable la page associ\u00e9e au titre du menu lui-m\u00eame, qui contient une pr\u00e9sentation plus g\u00e9n\u00e9rale de ce menu..<\/p>\n\n\n\n<p>Dans la lecture qu\u2019il fait des travaux de ses pr\u00e9d\u00e9cesseurs, Bachmann situe \u00e0 1933 la premi\u00e8re pr\u00e9sentation <em>alg\u00e9brique <\/em>d\u2019une axiomatique de la g\u00e9om\u00e9trie euclidienne, par Thomson, et \u00e0 1943 l\u2019extension du travail pr\u00e9c\u00e9dent aux cas non euclidiens. Il ne manque pas de signaler les \u00e9tapes initiales de ce travail de seconde axiomatisation &#8211; pour reprendre l\u2019expression de Gonseth &#8211; que sont tout d\u2019abord la d\u00e9marche de Hessenberg qui, d\u00e8s 1905, travaille sur les compositions de sym\u00e9trie pour construire la g\u00e9om\u00e9trie, reprise plus syst\u00e9matiquement par Hjelmslev qui, \u00e0 partir de 1907, montre ce que Bachmann appelle le th\u00e9or\u00e8me fondamental des plans m\u00e9triques, et surtout, introduit la notion de demi-rotation pour plonger ces g\u00e9om\u00e9triques dans un plan projectif.<\/p>\n\n\n\n<p>Dans sa d\u00e9marche, Bachmann cherche un syst\u00e8me d\u2019axiome minimal, ce qui, bien entendu, engendre un nombre important de g\u00e9om\u00e9tries (en particulier toutes les g\u00e9om\u00e9tries finies qui ne peuvent pas \u00eatre isomorphes). Bachmann va donc \u00eatre amen\u00e9 \u00e0 les classer et \u00e0 mettre en \u00e9vidence des axiomes sp\u00e9cifiques pour s\u00e9parer ces g\u00e9om\u00e9tries. Cette s\u00e9paration donnera alors tout son sens \u00ab\u00a0m\u00e9trique\u00a0\u00bb \u00e0 la notion de droites parall\u00e8les.<\/p>\n\n\n\n<p>Signalons, avant de poursuivre, <strong>le sens du mot m\u00e9trique dans le vocabulaire de Bachmann<\/strong>. Il ne s\u2019agit pas d\u2019une notion attach\u00e9e \u00e0 une distance, c\u2019est simplement un qualificatif pour un ensemble (en pratique un groupe) qui dispose d\u2019axiomes minimaux qui feront de cet ensemble un plan muni d\u2019une g\u00e9om\u00e9trie d\u2019incidence <em>et d\u2019orthogonalit\u00e9<\/em>. Le choix de ce terme n\u2019est pas particuli\u00e8rement heureux, et il a d\u2019ailleurs \u00e9t\u00e9 souvent reproch\u00e9 \u00e0 Bachmann, en r\u00e9f\u00e9rences aux g\u00e9om\u00e9tries d\u00e9j\u00e0 d\u00e9sign\u00e9es de m\u00e9triques par Cayley (puis Klein) en travaillant essentiellement, cette fois, sur une distance.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading has-text-align-center\">Lecture alg\u00e9brique de l\u2019orthogonalit\u00e9 et de l\u2019incidence<\/h2>\n\n\n\n<p>Cette \u00e9tape est une pr\u00e9paration \u00e0 l\u2019entr\u00e9e dans la seconde axiomatisation de Gonseth. Bachmann, en nous invitant \u00e0 <em>observer <\/em>des figures euclidiennes \u00e9l\u00e9mentaires avec un <em>regard alg\u00e9brique <\/em>nous place de fait \u00e0 ce second niveau : son domaine d\u2019observation n\u2019est pas le champ de l\u2019exp\u00e9rience du monde sensible (des configurations), mais celui des transformations euclidiennes planes ; il nous invite donc \u00e0 une <em>perception structurelle<\/em>.<\/p>\n\n\n\n<p>Dans son regard alg\u00e9brique, les objets de la g\u00e9om\u00e9trie, qui seront pour nous des droites et des points, vont \u00eatre des transformations : des sym\u00e9tries orthogonales pour les premiers et des sym\u00e9tries centrales pour les seconds. La premi\u00e8re figure d\u00e9crit ce que sera un point, la seconde ce que va \u00eatre l\u2019incidence. <\/p>\n\n\n\n<p><strong>Composition de deux sym\u00e9tries orthogonales d&rsquo;axes s\u00e9cants<\/strong><br><strong>D\u00e9finition  alg\u00e9brique de l&rsquo;orthogonalit\u00e9 et du point<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Dans la figure suivante, \\(d\\) et \\(d&rsquo;\\) sont deux droites s\u00e9cantes et  \\(M_1\\) est l&rsquo;image du point \\(M\\) par la compos\u00e9e \\(s_{d&rsquo;} o s_d\\). Puis, par it\u00e9ration, on note \\(M_{k+1}\\) l&rsquo;image de \\(M_k\\) par \\(s_{d&rsquo;} o s_d\\). On sait que toutes ces images sont sur le cercle de centre l&rsquo;intersection des deux droites et passant par \\(M\\). On se propose de visualiser quand cette composition est d&rsquo;ordre 2 &#8230; m\u00eame si tout le monde connait le r\u00e9sultat bien entendu.<\/p>\n\n\n<p><center><iframe src=\"https:\/\/www.dgpad.net\/responsive.php?url=https:\/\/drive.google.com\/file\/d\/1qzJoBdOUQz5z82sIK8-dV_XVSIC6wCCG\/view?usp=drive_link\" style=\"width:520px;height:500px;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>Dans cette figure d\u00e9placer le point qui pilote la droite \\(d&rsquo;\\) jusqu&rsquo;\u00e0 rendre les deux droites orthogonales <br>Le point nomm\u00e9 \\(d&rsquo;\\) (poign\u00e9e de la droite du m\u00eame nom) est aimant\u00e9 pour cela. <\/em><br><em>Il est aussi aimant\u00e9 pour avoir une situation d&rsquo;ordre 3 comme ci-dessous.<\/em><\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full\"><img decoding=\"async\" width=\"754\" height=\"352\" src=\"http:\/\/curvica974.re\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/LectureCompoOrtho_petit.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-5304\" srcset=\"https:\/\/curvica974.re\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/LectureCompoOrtho_petit.jpg 754w, https:\/\/curvica974.re\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/LectureCompoOrtho_petit-300x140.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 754px) 100vw, 754px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n<p class=\"has-text-align-center has-small-font-size\"><em>Copie d&rsquo;\u00e9cran de deux situations particuli\u00e8res. C&rsquo;est bien entnedu celle de gauche qui nous int\u00e9resse<\/em>.<\/p>\n\n\n\n<p>On voit donc &#8211; dans le contexte euclidien &#8211; que quand deux droites sont orthogonales, la compos\u00e9e des deux est un \u00e9l\u00e9ment d&rsquo;ordre 2, en pratique une sym\u00e9trie centrale. Cela induira deux d\u00e9finitions dans l&rsquo;axiomatique de Bachmann dont voici une premi\u00e8re approche :<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Orthogonalit\u00e9<\/strong> : deux droites sont dites orthogonales quand la compos\u00e9e des deux sym\u00e9tries orthogonales associ\u00e9es est d&rsquo;ordre 2.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Point<\/strong> : on appellera point (ce sera une transformation) la compos\u00e9e de deux sym\u00e9tries orthogonales quand cette compos\u00e9e est d&rsquo;ordre 2.<\/p>\n\n\n\n<p>Et alors deux droites orthogonales sont s\u00e9cantes en un point. Il faudra v\u00e9rifier que ce point est ind\u00e9pendant des droites orthogonales s\u00e9cantes en ce point. Cela d\u00e9coulera des autres axiomes.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Aspect alg\u00e9brique de l&rsquo;incidence d&rsquo;une droite et d&rsquo;un point<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Soit \\(d\\) une droite et \\(A\\) un point. On s&rsquo;int\u00e9resse \u00e0 la compos\u00e9e \\(s_d \\; o \\; s_A\\) et plus particuli\u00e8rement \u00e0 quelle condition cette compos\u00e9e est d&rsquo;ordre 2.<\/p>\n\n\n\n<p>On introduit aussi, avec cette figure, la notation exponentielle postfix\u00e9e, tr\u00e8s utilis\u00e9e par les auteurs allemands, pour la composition, et qui s&rsquo;av\u00e8re bien plus pratique pour le calcul alg\u00e9brique comme il va \u00eatre tr\u00e8s utilis\u00e9 ici. Ainsi \\(s_d \\; o \\; s_A(M)\\) se notera plus simplement \\(M^{Ad}=(M^A)^d\\). Les lecteurs &#8230; de ma g\u00e9n\u00e9ration &#8230; se rappelleront la notation \u00ab\u00a0polonaise invers\u00e9e\u00a0\u00bb de certaines calculatrices. Pour les autres on revient plus en d\u00e9tail sur cette notation un peu plus loin, dans un bilan.<\/p>\n\n\n\n<p>Dans la figure suivante, on a \\(M_1=M^{Ad}\\), et par it\u00e9ration \\(M_{k+1}=M_k^{Ad}\\). On sait &#8211; dans le contexte euclidien &#8211; que \\(Ad\\) est une sym\u00e9trie gliss\u00e9e d&rsquo;axe perpendiculaire \u00e0 \\(d\\) et de vecteur de norme deux fois la distance entre le point et la droite. Par exemple la distance entre les points \\(M_k\\) et \\(M_{k+2}\\)  est 4 fois celle entre \\(A\\) et \\(d\\).<\/p>\n\n\n<p><center><iframe src=\"https:\/\/www.dgpad.net\/responsive.php?url=https:\/\/drive.google.com\/file\/d\/1nuhug0mDnuGM7Nq-RhwIIPRqr7xLJXHV\/view?usp=drive_link\" style=\"width:750px;height:400px;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>D\u00e9placer le point \\(A\\) pour le placer sur \\(d\\) (il y est l\u00e9g\u00e8rement aimant\u00e9). <\/em><br><em>Observer que la compos\u00e9e est alors d&rsquo;ordre 2.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>En effet, une sym\u00e9trie gliss\u00e9e dontle  vecteur est nul est tout simplement une sym\u00e9trie orthogonale. Et ce sera la d\u00e9finition de l&rsquo;incidence &#8230; \u00e0 une nuance pr\u00e8s qui sera d\u00e9velopp\u00e9e quand cela sera n\u00e9cessaire :<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Incidence<\/strong> : un point \\(d\\) sera dit incident \u00e0 une droite \\(d\\) si \\((Ad)^2=1\\).<\/p>\n\n\n\n<p>Voyons une premi\u00e8re cons\u00e9quence imm\u00e9diate. Ainsi \\((Ad)^2=1\\)s\u2019\u00e9crit en particulier \\(dA=Ad\\) mais aussi \\(dAd^{-1}=A\\) et l\u2019on voit poindre la conjugaison comme action du groupe sur lui-m\u00eame : un point va \u00eatre incident<sup>(*)<\/sup> \u00e0 une droite si l\u2019action de la droite sur le point le laisse invariant, mais aussi tout aussi bien l\u2019inverse puisque \\(AdA^{-1}=d\\) : l\u2019action du point sur la droite laisse celle-ci invariante.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-small-font-size\"><em>(*) Cette d\u00e9marche n\u2019est pas vraiment nouvelle : dans les cours de g\u00e9om\u00e9trie amallagmatique [Deltheil &amp; Caire], les points pouvaient \u00eatre consid\u00e9r\u00e9s comme des cercles de rayon nul et l\u2019orthogonalit\u00e9 de ces cercles-points avec les autres \u00e9tait interpr\u00e9t\u00e9e \u2013 et intervenait dans les calculs \u2013 comme une incidence. S\u2019il y a une nouveaut\u00e9 ici, c\u2019est dans le traitement totalement alg\u00e9brique de ces notions.<\/em><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading has-text-align-center\">Lecture alg\u00e9brique des propri\u00e9t\u00e9s des sym\u00e9tries orthogonales<\/h2>\n\n\n\n<p>Les observations de la figure pr\u00e9c\u00e9dente nous donnent un regard alg\u00e9brique sur les concepts d\u2019orthogonalit\u00e9 et d\u2019incidence. Pour construire une g\u00e9om\u00e9trie sur des bases aussi alg\u00e9briques que ce qui pr\u00e9c\u00e8de, il faut maintenant d\u00e9gager des propri\u00e9t\u00e9s essentielles sur les compositions des sym\u00e9tries orthogonales.<\/p>\n\n\n\n<p>Bachmann a r\u00e9ussi \u00e0 (re)construire toute la g\u00e9om\u00e9trie m\u00e9trique \u2013  <em>les principales <\/em>g\u00e9om\u00e9tries m\u00e9triques &#8211; sur la base de <em>deux <\/em>propri\u00e9t\u00e9s, qu\u2019il va choisir comme axiome : ce sont ses fameux axiomes de tri-r\u00e9flexion, d\u00e9j\u00e0 \u00e9tudi\u00e9s par Hjelmslev. Si cette synth\u00e8se est remarquable de force et d\u2019\u00e9l\u00e9gance, Bachmann lui-m\u00eame l\u2019ins\u00e8re dans le cheminement des travaux ant\u00e9rieurs sur les pinceaux. Nous avons vu que pour les deux g\u00e9om\u00e9tries non euclidiennes \u00e9tudi\u00e9es, les droites remarquables d\u2019un triangle, par exemple les m\u00e9diatrices, ont quelque chose en commun, soit un point, soit une perpendiculaire (c\u2019est la m\u00eame chose dans le cas elliptique), soit encore (et alors c\u2019est sp\u00e9cifique au cas hyperbolique) un point id\u00e9al, \u00e0 l\u2019infini. <\/p>\n\n\n\n<p class=\"has-small-font-size\"><strong>Remarque de r\u00e9daction<\/strong> : dans une premi\u00e8re version des menus <strong>DP<\/strong> et <strong>ELL<\/strong>, on avait \u00e9crit, de mani\u00e8re heuristique, qu\u2019elles sont <em>en <strong>faisceau<\/strong><\/em>, terme remplac\u00e9 par <em><strong>pinceau<\/strong><\/em> depuis la mise en ligne de ce menu, mais qui peut exister encore dans les macros et dans quelques illustration. On reprend, dans ce menu, le vocabulaire de Bachmann, on dira que les droites sont <em><strong>en pinceau<\/strong><\/em>, terme objectivement plus appropri\u00e9. <\/p>\n\n\n\n<p>Ce fut l\u2019expression d\u2019une propri\u00e9t\u00e9, puis le terme a peu \u00e0 peu gliss\u00e9 vers l\u2019expression d\u2019un objet math\u00e9matique. D\u2019un certain point de vue, on peut dire que c\u2019est sur la <em>variabilit\u00e9 <\/em>de cette expression \u00ab en pinceau \u00bb que Bachmann organise sa construction th\u00e9orique. En effet, un contexte alg\u00e9brique n\u2019a aucune chance de rendre compte, dans ses axiomes, du troisi\u00e8me cas, celui des droites parall\u00e8les dans le cas hyperbolique. Pourtant il faut laisser \u00e9merger cette possibilit\u00e9, et donc d\u00e9gager une souplesse \u00e0 une notion pour qu\u2019elle aille au-del\u00e0 des axiomes retenus. Cette souplesse sera dans sa d\u00e9finition, pour des droites, <em>d\u2019\u00eatre en pinceau <\/em>: au lieu de d\u00e9finir seulement des <em>pinceaux <\/em>de droites \u2013 et donc un nouvel objet \u2013 Bachmann s\u2019int\u00e9resse \u00e0 une <em>propri\u00e9t\u00e9<\/em> de ses objets premiers que sont les droites, et s\u2019ouvre ainsi un champ des possibles \u00e9ventuellement plus grand. Bien s\u00fbr les deux notions finiront par co\u00efncider, mais plus loin dans la th\u00e9orie, quand des propri\u00e9t\u00e9s \u00e9labor\u00e9es des \u00ab droites en pinceaux \u00bb seront d\u00e9j\u00e0 bien structur\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n<p>Bachmann s\u2019int\u00e9resse donc aux triplets de droites qui ont soit un point soit une perpendiculaire en commun. Il s\u2019y int\u00e9resse d\u2019un point de vue alg\u00e9brique bien entendu. Puisque nous cherchons, dans cette \u00e9tape d\u2019axiomatisation, des propri\u00e9t\u00e9s communes aux trois g\u00e9om\u00e9tries, on peut chercher des propri\u00e9t\u00e9s g\u00e9n\u00e9riques sur le cas euclidien.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Vers le premier axiome de tri-r\u00e9flexions.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Dans la figure suivante, trois droites, que l&rsquo;on nommera \\(a, \\, b \\, c\\) sont pilot\u00e9es chacune par deux poign\u00e9es, les points \\(a\\) et \\(p_a\\) pour la premi\u00e8re (on a choisi de garder pour une poign\u00e9e le nom de la droite), puis \\(b\\) et \\(p_b\\) pour la seconde et \\(c\\) et \\(p_c\\) pour la troisi\u00e8me. On peut manipuler chacun de ces six points dans la figure. On se donne ensuite un point \\(M\\) et on construit \\(s_a(M)\\) que l&rsquo;on nomme, comme Bachmann \\(M^a\\), puis \\(s_b \\; o \\; s_a(M)\\), nomm\u00e9 \\(M^{ab}\\) &#8211;  on rappelle que la notation la composition est invers\u00e9e &#8211; et enfin \\(M&rsquo;= s_c \\; o \\; s_b \\; o \\; s_a(M)\\) &#8211; nomm\u00e9 \\(M^{abc}\\). On construit ensuite le milieu \\(I\\) de \\([M \\, M^{abc}]\\) et ensuite la perpendiculaire \u00e0 ce segment en \\(I\\), droite rouge.<\/p>\n\n\n\n<p>Dans le cas g\u00e9n\u00e9ral, en d\u00e9pla\u00e7ant \\(M\\), la droite rouge n&rsquo;est pas stable car la compos\u00e9e des trois sym\u00e9tries orthogonales n&rsquo;est pas une sym\u00e9trie orthogonale. Par contre si les trois droites \\(a, \\, b \\, c\\)  sont concourantes, c&rsquo;est le cas, et la droite rouge est bien entendu l&rsquo;axe de la sym\u00e9trie orthogonale.<\/p>\n\n\n\n<p>Dans la figure ci-dessous, le point \\(p_c\\) est aimant\u00e9 (\u00e0 5 pixels) par la situation qui rend les trois droites concourantes. On peut le d\u00e9placer, mais on obtient le m\u00eame r\u00e9sultat avec le d\u00e9placement des cinq autres points de base qui d\u00e9finissent les droites. On sort facilement de l&rsquo;aimantation en d\u00e9pla\u00e7ant rapidement un de ces points.<\/p>\n\n\n<p><center><iframe src=\"https:\/\/www.dgpad.net\/responsive.php?url=https:\/\/drive.google.com\/file\/d\/1EFM7hu1uxvW_Eyg2q2E__0m8XsQkUzQE\/view?usp=drive_link\" style=\"width:650px;height:480px;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>Rendre les trois droites concourantes et observer, en d\u00e9pla\u00e7ant \\(M\\), qu&rsquo;alors la droite rouge reste stable.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>Bien entendu, l\u2019observation est bas\u00e9e&#8230; l\u00e0 encore, sur le mouvement, nous pourrions alors nous sentir, \u00e0 nouveau, dans la premi\u00e8re axiomatisation de Gonseth, mais pour Bachmann, ce mouvement n\u2019est pas en prise avec les configurations, nous nous int\u00e9ressons en r\u00e9alit\u00e9 \u00e0 <em>l\u2019action <\/em>de la compos\u00e9e, et surtout, nous cherchons une situation o\u00f9 la recherche d\u2019une action a un sens alg\u00e9brique, donc une situation o\u00f9 justement, il n\u2019y a pas de mouvement &#8230; et nous somme bien dans une seconde axiomatisation.<\/p>\n\n\n\n<p>La lecture alg\u00e9brique de cette situation est donc que la compos\u00e9e de trois sym\u00e9tries orthogonales d\u2019axes s\u00e9cants est une sym\u00e9trie orthogonale &#8211; donc d&rsquo;ordre 2 &#8211; quand un point est incident aux trois droites. Ce sera le premier axiome de tri-sym\u00e9tries.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Vers le second axiome de tri-r\u00e9flexions<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Voyons maintenant le second cas, quand les droites sont non s\u00e9cantes. Nous dirons plut\u00f4t quand les droites ont une perpendiculaire commune. On sait que c\u2019est \u00e9quivalent dans le cas euclidien et que c\u2019est bien le cas hyperbolique que l\u2019on veut traiter. Dans le cas elliptique, il n\u2019y a pas de probl\u00e8me ici, les deux cas (droites concourantes ou ayant une perpendiculaire commune) sont \u00e9quivalents.<\/p>\n\n\n\n<p>La figure est la m\u00eame que la pr\u00e9c\u00e9dente, seules des aimantations diff\u00e9rentes sont en jeu : les points \\(p_b\\)  et \\(p_c\\) sont aimant\u00e9s pour que les droites \\((Bp_b)\\) et \\((Cp_c)\\) aient une perpendiculaire commune \u00e0 \\((Ap_A)\\).<\/p>\n\n\n<p><center><iframe src=\"https:\/\/www.dgpad.net\/responsive.php?url=https:\/\/drive.google.com\/file\/d\/1Ob7bUvS9ySkn3Zng5o-Mf1RU0GIAGvcu\/view?usp=drive_link\n\" style=\"width:720px;height:480px;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>Dans la configuration d&rsquo;ouverture, il n&rsquo;y a pas de droites parall\u00e8les. Commencer par rendre les droites [<\/em>l<em>atex]a[\/latex] et \\(b\\) parall\u00e8les. <\/em><br><em>Observer que la droite rouge n&rsquo;est pas stable avec le d\u00e9placement de \\(M\\). Puis ensuite rendre  les  trois droites parall\u00e8les (en d\u00e9pla\u00e7ant \\(p_c\\). <\/em><br><em>V\u00e9rifier que, dans ce cas, la droite rouge est invariante au d\u00e9placement de \\(M\\) : on a bien, \u00e0 nouveau, un \u00e9l\u00e9ment d&rsquo;ordre 2.<\/em><\/p>\n\n\n\n<p>On aura compris que le second axiome de tri-r\u00e9flexions rend compte de cette propri\u00e9t\u00e9, ce qui donne : si trois droites ont une perpendiculaire commune, leur composition est &#8230; une droite. Dans cet \u00e9nonc\u00e9, comme plusieurs fois ant\u00e9rieurement dans cette section, pour pr\u00e9server les repr\u00e9sentations, nous avons choisi de m\u00ealer le point de vue des configurations et celui des transformations, autrement dit m\u00ealer la premi\u00e8re et la seconde axiomatisation. Dans une approche alg\u00e9brique o\u00f9 les droites du plan de Bachmann vont, en d\u00e9finitive, \u00eatre des sym\u00e9tries orthogonales et les points des sym\u00e9tries centrales, quelle va \u00eatre l\u2019action d\u2019une transformation sur un objet (un point ou une droite dans un premier temps) ? C&rsquo;est ce que nous abordons maintenant.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading has-text-align-center\">Image d\u2019un objet par une transformation. Notations diverses<\/h2>\n\n\n\n<p>Autrement dit comment d\u00e9finir l\u2019image d\u2019un point par une sym\u00e9trie orthogonale ? Nous avions approch\u00e9 cette question sur un cas particulier en commentaire \u00e0 la figure sur l&rsquo;incidence. Voyons maintenant que cela se g\u00e9n\u00e9ralise sans difficult\u00e9. Nous utilisons <em>l\u2019op\u00e9ration <\/em>canonique des groupes : la conjugaison. On sait que la conjugaison est un homomorphisme de groupe : si on adopte la notation exponentielle \\(\\gamma^\\alpha\\) pour cette transformation \\(\\gamma^\\alpha=\\alpha \\, o \\gamma \\, o \\, \\alpha^{-1}\\) on a les relations :<\/p>\n\n\n<p><center>\\( (\\gamma \\rho)^\\alpha=\\gamma^\\alpha \\rho^\\alpha \\quad , \\quad (\\gamma^{-1})^\\alpha=(\\gamma^\\alpha)^{-1} \\quad , \\quad (\\gamma^\\beta)^\\alpha = \\gamma^{\\alpha \\beta}\\)<\/center><\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"alignleft size-full\"><img decoding=\"async\" width=\"330\" height=\"157\" src=\"http:\/\/curvica974.re\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/Image_pt_Bachmann_petit.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-5335\" srcset=\"https:\/\/curvica974.re\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/Image_pt_Bachmann_petit.jpg 330w, https:\/\/curvica974.re\/wp-content\/uploads\/2023\/01\/Image_pt_Bachmann_petit-300x143.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 330px) 100vw, 330px\" \/><\/figure><\/div>\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Bachmann nous fait alors <em>observer <\/em>que si on consid\u00e8re un groupe de bijections \\(\\Gamma\\) sur un ensemble \\(\\mathcal{E}\\), pour tout \u00e9l\u00e9ment \\(\\gamma \\in \\Gamma\\), et pour tout \\( (A,B) \\in \\mathcal{E} \\times \\mathcal{E}\\), <br>il y a \u00e9quivalence entre :<br>\\(\\quad i) \\; \\gamma(A)=B\\)<br>\\(\\quad ii) \\;\\) Pour tout \\(\\alpha \\in \\Gamma \\, , \\, \\gamma^\\alpha(\\alpha(A))=\\alpha(B)\\)<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Cela signifie que \\(\\gamma\\), consid\u00e9r\u00e9e comme transformation ponctuelle d\u2019\u00e9l\u00e9ments de \\(\\mathcal{E}\\), est elle-m\u00eame transform\u00e9e en \\(\\gamma^\\alpha\\) par toute transformation de \\(\\alpha \\in \\Gamma\\). En particulier, pour ce qui est des sym\u00e9tries centrales et orthogonales qui nous int\u00e9ressent, il vient que :<\/p>\n\n\n\n<p>\\(\\quad i) \\; \\alpha(A)=C \\; ssi \\; s_{\\alpha(A)}=s_A^\\alpha =s_C\\), et de m\u00eame pour les images de droite<br>\\(\\quad ii) \\; \\alpha(d)=d&rsquo; \\; ssi \\; s_{\\alpha(d)}=s_d^\\alpha =s_{d&rsquo;}\\)<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Notations utilis\u00e9es par Bachmann<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Ainsi, la lecture alg\u00e9brique que Bachmann fait de l\u2019image d\u2019un point \u2013 respectivement d\u2019une droite &#8211; par une bijection revient \u00e0 la transformation d\u2019une sym\u00e9trie en la sym\u00e9trie image par la conjugaison associ\u00e9e \u00e0 la bijection.<\/p>\n\n\n\n<p>Il est alors utile de regarder ce qu\u2019il en est, en terme de structure, de l\u2019ensemble \\(\\Delta\\) des sym\u00e9tries orthogonales. Tout d\u2019abord \\(\\Delta\\) est compos\u00e9 d\u2019\u00e9l\u00e9ments d\u2019ordre 2, ensuite il engendre le groupe des isom\u00e9tries du plan, et enfin il est stable par conjugaison : \\(\\Delta^\\alpha=\\Delta\\) .<\/p>\n\n\n\n<p>\u00c0 ce stade de son expos\u00e9, Bachmann pose des notations que nous allons conserver. Tout d\u2019abord, par tradition germanique d\u2019\u00e9criture postfix\u00e9e, il note la composition \\(u \\; o \\; v\\) sous la forme \\(vu\\), et la conjugaison \\(\\gamma^\\alpha=\\alpha \\; o \\; \\gamma \\; o\\; \\alpha^{-1}\\), sous forme postfix\u00e9e, se note donc \\(\\gamma^\\alpha=\\alpha^{-1}\\gamma\\alpha\\) ce qui permet d\u2019\u00e9crire \\( (\\gamma^\\alpha)^\\beta = \\gamma^{\\alpha \\beta}\\) .<\/p>\n\n\n\n<p>Nous avons vu que les propri\u00e9t\u00e9s retenues par Bachmann pour exprimer les fondements de son axiomatique sont centr\u00e9es sur l\u2019involution. Il note <strong>|<\/strong> la relation binaire \u00ab le produit est d\u2019ordre 2 \u00bb : pour deux \u00e9l\u00e9ments \\(a\\) et \\(b\\) d\u2019un groupe \\(\\mathcal{G}\\), on notera d\u00e9sormais <strong>\\(a \\mid b\\)<\/strong> pour dire que <strong>\\(ab \\neq 1\\)<\/strong>, l\u2019unit\u00e9 du groupe et que <strong>\\((ab)^2=1\\)<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p>De mani\u00e8re it\u00e9rative il note \\(a, b \\mid c\\) pour exprimer que \\(a \\mid c\\) et \\(b \\mid c\\) et de m\u00eame, nous utiliserons en abr\u00e9g\u00e9 \\(a, b \\mid c, d\\) pour exprimer \\(a, b \\mid c\\) et \\(a, b \\mid d\\).<\/p>\n\n\n\n<p>Avec ces notations, en notant par des minuscules les sym\u00e9tries orthogonales identifi\u00e9es \u00e0 leurs axes, et des majuscules les sym\u00e9tries centrales identifi\u00e9es \u00e0 leurs centres, nous pouvons exprimer les principales propri\u00e9t\u00e9s de base de la g\u00e9om\u00e9trie euclidienne sous la forme alg\u00e9brique suivante :<\/p>\n\n\n\n<p>Les transformations sont involutives: \\(a \\neq 1\\) et \\(a^2=1\\),  \\(P \\neq 1\\) et \\(P ^2=1\\). <br>L\u2019orthogonalit\u00e9 : \\(a \\perp b\\) ssi \\(a \\mid b\\) et alors \\(ab = P\\).<br>L\u2019incidence : \\(A  \\, \\mathfrak{I} \\; d\\) ssi \\(A \\mid d\\) (et \\(A \\neq d\\))<\/p>\n\n\n\n<p>Remarquons que \\(a \\perp b\\) ssi \\(a^b=a\\) et \\(a \\neq b\\). De m\u00eame \\(A  \\, \\mathfrak{I} \\; d\\) ssi \\(A^d=A\\) et \\(A \\neq d\\). Cette derni\u00e8re condition peut para\u00eetre inutilement insistante ; nous avons vu (menu <strong>ELL<\/strong>) qu\u2019elle prendra son sens dans le contexte elliptique.<\/p>\n\n\n\n<p>Enfin remarquons que si \\(P\\) est incident \u00e0 \\(a\\) et que \\(b\\) soit la perpendiculaire \u00e0 \\(a\\) en \\(P\\) on a les relations : \\(P \\mid a\\) et \\(a \\mid b\\) avec \\(ab = P\\) alors il vient que \\(P \\mid b\\) et donc que \\(P\\) est aussi incident \u00e0 \\(b\\) (car dans notre contexte euclidien \\(P \\neq b\\)).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>On rappelle que dans tous les menus de ce site, il est conseill\u00e9 d&rsquo;avoir lu en pr\u00e9alable la page associ\u00e9e au titre du menu lui-m\u00eame, qui contient une pr\u00e9sentation plus g\u00e9n\u00e9rale de ce menu.. 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