Sous plusieurs angles

L’évocation des polygones renvoie généralement aux figures géométriques de nos pavages, souvent réguliers. Leur effective simplicité pourrait faire accroire que leur étude est sans difficulté, donc sans intérêt. Pourtant, certaines opérations, comme vérifier la convexité ou différencier sommet et intersection de côtés pour un polygone croisé, demeurent complexes. Un premier travail est donc de chercher une définition suffisamment générale pour réunir des polygones aux noms exotiques – acoptiques, aploïques ou encore isotoxals – en une seule famille. Se pose alors la question de savoir si on peut obtenir de l’ensemble de leurs caractéristiques une typologie qui permette de les classer et de les construire.

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Éditorial

Jean-Jacques Dupas et François Lavallou
En se sédentarisant, nos ancêtres ont rencontré des formes géométriques élémentaires délimitées par des tronçons linéaires, les polygones. Les crues régulières du Nil ont ainsi nécessité de développer des outils géométriques pour reconstituer le cadastre, forme et surface des champs cultivés.


La définition du polygone semble intuitive et évidente. Pourtant, lorsque l’on cherche à cerner plus précisément cet objet mathématique, plusieurs définitions sont possibles, et les plus récentes peuvent heurter le sens commun.


Quelques constructions

Jean-Jacques Dupas
Il est toujours utile de savoir tracer, à la règle et au compas, les premiers polygones réguliers constructibles. Ces processus indiquent directement les méthodes de calculs des différentes longueurs des éléments de la figure.


Les polygones réguliers

Jean-Jacques Dupas
Les polygones réguliers, de par leurs symétries, sont particulièrement harmonieux. À première vue, on serait tenté de penser qu’on en a, depuis longtemps, fait le tour. Un passage par la notion de dualité révèle pourtant bien des surprises.


Les quadrilatères convexes

François Lavallou
Trois côtés déterminent entièrement un triangle, à l’orientation près. Avec quatre côtés, les possibilités de construction d’un polygone sont infinies. Malgré tout, de nombreuses propriétés générales peuvent être établies pour des quadrilatères convexes quelconques.


En bref : Comment nommer les polygones

Jean-Jacques Dupas

Le mot « polygone » vient du grec poly, « plusieurs », et gonos, « angle, coin », que certains auteurs apparentent à gonou, « genou », archétype physiologique de l’angle.



En bref : Tout connaître des triangles

Jean-Jacques Dupas

Le roi des polygones, par sa simplicité, est certainement le triangle. Comme son nom l’indique, il possède trois angles et donc trois côtés.



En bref : À la rencontre des quadrilatères

Jean-Jacques Dupas

Pour les quadrilatères convexes classiques, les critères de classification vont être d’abord le parallélisme des côtés, puis l’égalité des longueurs des côtés, et, enfin, l’existence d’angles droits.



En bref : Albert Girard le précurseur des classifications

Jean-Jacques Dupas

L’historien des mathématiques Siegmund Günther (1848-1923) affirme que le lorrain Albert Girard (1595-1632) dans sa table de 1626 donnait déjà une définition générale du polygone.



En bref : Les pièges de la convexité

Jean-Jacques Dupas

Convexe est un mot qui provient du latin convexus signifiant « arrondi ». Comment cela se traduit-il d’un point de vue mathématique ?



En bref : Intérieur et extérieur

Jean-Jacques Dupas

Comment savoir, de manière systématique si un point se trouve à l'intérieur ou à l'extérieur d'un polygone ? Plusieurs algorithmes, dont celui du "croisé de rayon" répondent à ce problème



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