Objets mathématiques

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Le besoin de voir les constructions imaginées par l'esprit a précédé les premières figures tracées par les géomètres de l'Antiquité.Le besoin de voir les constructions imaginées par l'esprit a précédé les premières figures tracées par les géomètres de l'Antiquité. Si le besoin de toucher a amené très tôt la production de modèles physiques d'objets abstraits, la réalisation pratique s'est avérée délicate en l'absence d'une théorie géométrique venant clarifier et unifier une multitude de méthodes empiriques utilisées jusqu'alors par les architectes, les charpentiers, les tailleurs de pierre et même les artistes. Cette théorie, c'est la géométrie descriptive. C'est dans cet esprit que sont fabriqués à Paris, dès la fin du XIXe siècle, des modèles en plâtre destinés à l'enseignement du dessin d'art, du dessin industriel, du dessin d'architecture, du dessin géométrique et en définitive, de la géométrie tout court. La collection de modèles de l'Institut Henri Poincaré, forte d'environ 600 modèles, et qui fascina de nombreux artistes, comme Man Ray, s'est construite sur un siècle et demi. Relater quelques traits saillants de cette entreprise scientifique, pédagogique et culturelle, étudier certains de ses modèles les plus emblématiques, observer ce que l'informatique et l'impression 3D ont apporté à ces questions, se demander comment l'on peut représenter dans notre univers à 3 dimensions des objets mathématiques qui en comportent 4... tel est le but de cet ouvrage, superbement illustré.

Table des matières

Table des matières
Les objets mathématiques 1
Sommaire 6
Préface : Des objets à la marge 8
La collection 12
À l’origine, il y a la géométrie descriptive 12
Le catalogue Muret 13
Les modèles de Caron 16
Un exercice de Darboux 22
Le catalogue Brill-Schilling 26
Le renouveau 32
Références 33
Des fabriques de modèles et de mathématiques 34
Le dessin sur modèle, entre art et géométrie 36
Les sciences des surfaces 42
Singularités des configurations 45
Une forêt de réformes et ses modèles en bois 53
Conclusion 61
Références bibliographiques 62
À propos de quelques surfaces quartiques spéicales et leur découverte 64
Les surfaces quartiques et la propagation de la lumière 64
Les surfaces de Kummer 68
Références 71
Courbure constante 72
Des droites et des surfaces 80
Des nombres complexes… mais pas compliqués ! 90
Des nombres usuels aux nombres complexes 90
Interprétation géométrique des nombres complexes 91
De formules très simples peut naître une très grande complexité 93
Des nombres complexes aux fonctions de la variable complexe 94
Des surfaces dans l’espace ordinaire aux surfaces de Riemann 96
Les secrets de certaines fonctions de la variable complexe 96
Références 99
Modèles et dessins en géométrie à quatre dimensions 100
La vulgarisation de la quatrième dimension 100
La visualisation de la quatrième dimension : 102
L’œuvre remarquable d’Alicia Boole Stott 106
Références 107
Retourner la sphère finalement ce n’est pas si cher 108
La problématique 108
Pourquoi ce n’est pas si simple 111
La méthode de la tôle ondulée 112
La méthode du minimax 113
La méthode de la balle de base-ball 114
La méthode à quatre bras 115
La méthode de la blague à tabac 117
À la recherche de formules algébriques 119
Pourquoi ce n’est pas si cher 121
Les coniques et le mouvement des planètes 122
De Pythagore à Kepler, un voyage polyédrique 126
Pythagore et les solides réguliers 126
Références bibliographiques 131
L’incroyable pouvoir e l’inspiration, de l’intuition et de l’interaction 132
La visualisation de surfaces en temps réel 133
Surfaces algébriques 133
Surfaces polyédriques, 138
Imaginary et son logiciel libre 139
Programmes et créateurs 140
Références bibliographiques 141
Pavages effectivement conformes 142
Pavages euclidiens 142
Repliement 144
Pavages hyperboliques 146
Repliement du plan hyperbolique 147
Remerciements 149
Références bibliographiques 149
La préservation d’objets scientifiques devenus œuvre d’art 150
Man Ray à l’Institut Henri Poincaré : des objets mathématiques aux équations shakespeariennes 154
Références bibliographiques 162
Les surfaces réglées, éléments constitutifs des sculptures d’Antoine Pevsner et de Naoum Gabo 164
Références bibliographiques 169
Blowing the ruled Souffler sur les surfaces réglées 170
La famille Schoenflies 176
Terra Bulla 182
Les auteurs 188
Crédits photographiques 190
Les modèles de l'IHP s'exposent 192

Compléments