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SECTION du CUBE Trancher le cube avec un
couteau en droite ligne ou faire passer un plan à travers le cube ou trouver
toutes les sections du cube. Peut-on faire apparaître un pentagone, un pentagone
régulier, un hexagone, ou
encore un heptagone? |
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Comment dessiner un triangle
équilatéral dans un cube? Ou, comment créer une section triangulaire dans
le cube? En joignant trois sommets opposés deux à deux par une diagonale. C'est
le plus grand possible. Une infinité de triangles équilatéraux se dessinent en faisant glisser
les sommets de la même manière sur les côtés du cube. En ne faisant glisser que deux sommets, les triangles formés sont isocèles. Avec un seul sommet en mouvement, ce sont des triangles quelconques. Trois types de triangles sont réalisables: équilatéraux, isocèles et quelconques.
Pas possible d'obtenir un triangle
rectangle ou un triangle
obtusangle. |
Le cube est sectionné par un plan autrement dit: il est tranché tout
droit par un grand couteau. |
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Comment dessiner un quadrilatère
dans le cube? Ou, comment créer une section en forme de quadrilatère dans le
cube? Le plus simple est naturellement le carré en tranchant le cube par
un plan parallèle à l'une
des faces. Avec trois couples de faces parallèles, il ya trois fois une infinité de solutions. Notez que pour obtenir une figure à quatre côté, il est nécessaire de
sectionner quatre côtés. Également: en déplaçant les sommets sur les côtés au hasard, le
quadrilatère est quelconque. |
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En s'appuyant sur quatre sommets dont deux sont opposés par les
diagonales, la section est rectangulaire. En faisant glisser les sommets du rectangle le long des côtés, il
vient une infinité de rectangles. Avec les six couples de diagonales, il a
six infinités de rectangles. La longueur évolue de 2 à 0, en passant par 1 pour une distance au sommet égale à 1/2. le rectangle est alors un carré. |
Les rectangles existent en déplaçant les points sur les côtés du cube
par couples de deux à la fois (par nécessairement les deux couples à la fois
comme sur cette figure) |
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Reprenons la figure ci-dessus avec le rectangle. Faisons glisser les
sommets de la même manière mais sur des côtés orthogonaux.
La figure qui émerge n'a plus d'angles droits; les côtés restent cependant parallèles deux à deux. C'est un parallélogramme, avec la
possibilité d'obtenir un losange. Cinq types de quadrilatères sont réalisables: carrés rectangles losanges, et |
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Comment dessiner un pentagone
dans le cube? Ou, comment créer une section pentagonale dans le cube? Nous savons que pour former un quadrilatère, il faut couper quatre
faces. Pour un pentagone, il faut en couper cinq et cinq seulement. Est-il possible de trancher un pentagone régulier? La réponse est non. En tranchant par le plan qui rentre par le haut et
ressort en bas, nous dessinons deux parallèles.
Or, un hexagone régulier ne comporte aucun côté parallèle. Une démonstration analytique consiste à
considérer les angles du pentagone (108°) et à montrer que dans la section du
cube l'un des angles est nécessairement plus grand que 108°. Pour mémoire: 2 cos(108°) = 1 – = –1/ avec = (1+5)/2 = 1,618…,
le nombre d'or. |
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En coupant les six faces, c'est l'hexagone qui se dessine. L'hexagone régulier est obtenu pour les sommets au milieu de chaque
côté. En faisant glisser sur les côtés du cube quatre sommets par couples de
deux et de la même manière, des hexagones symétriques mais non réguliers
apparaissent. Le cube n'ayant que six faces, il est impossible d'obtenir une section
polygonale supérieure à l'hexagone. Trois types de polygones au-delà du quadrilatère sont possibles:
pentagone, hexagone et hexagone régulier. English
corner: Whenever we cut the cube with a plane, each edge of the cross
section corresponds to an intersection of one of the cube's faces with
the plane. Since the cube has only six
faces, it is impossible to cut it with one plane and create an octagonal cross section. |
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