NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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POLYÈDRES

 

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Géométrie

 

 

INDEX

GÉOMÉTRIE

Tétraèdre

Pyramide

Cuboctaèdre

Polyèdre

 

Sommaire de cette page

>>>Tétraèdre

>>> Tétraèdre régulier

>>> Volume

>>> Tétraèdre et dollar

>>> Tétraèdre en boules

 

 

 

 

TÉTRAÈDRE

*   Le tétraèdre est une sorte de pyramide dont on peut calculer le volume en utilisant une formule classique avec la hauteur.

*   Ici, nous donnons notamment la formule lorsque seule la longueur de chaque côté est connue.

 

  

Le diamant est formé de carbone. Ses atomes occupent les sommets A, B, C et D de tétraèdres réguliers et leurs centres G.

Voir Cristaux

 

 

TÉTRAÈDRE

 

*      Polyèdre à quatre sommets.

*      Pyramide avec six arêtes et quatre faces triangulaires.

*      Aucune diagonale.

*      Les médianes sont concourantes; les hauteurs ne le sont pas, dans le cas général.

 

Tétraèdre régulier

*      Les quatre faces sont des triangles équilatéraux qui sont isométriques ("égaux")

*      Caractéristiques et formules de calcul du volume >>>

 

Voir Deltaèdre

 

 

TÉTRAÈDRE RÉGULIER

 

Angle au centre du tétraèdre: 109° 28'

 

 

 

  

*      La hauteur AH passant par centre G est coupé par ce centre au 2/3.

*      Le cosinus de l’angle au centre (AGB, AGC…) vaut : 1/3 et l’angle 109° 28’

 

 

*      Le diamant est formé de carbone. Ses atomes occupent les sommets A, B, C et D de tétraèdres réguliers et leurs centres G

 

 

Dans le tétraèdre,

*      L'arête est la moyenne géométrique (racine carrée du produit) de la hauteur du tétraèdre et du diamètre de la sphère circonscrite.

 

Dans le dodécaèdre,

*      L'arête est la section d'or de l'arête du cube inscrit dans la même sphère.

 

 

 

 

Calcul du VOLUME du TÉTRAÈDRE

 

*      Seules les longueurs des côtés sont connues.

 

*      Formule trouvée par Euler (1752).

 

*      NB: les faces doivent être constructibles.

 

 

Avec

P = 4 a² b² c²

Q = a². E² + b². F² + c². D²

R = D . E . F

 

D = a² + b² - d²

E = b² + c² - e²

F = a² + c² - f²

 

*      Volume du tétraèdre régulier

a = b = c = d = e = f

D = E = F = a²

P = 4 a6

Q = 3 a6

R =    a6

V = 1/12 (4a6 - 3 a6 + a6)

   

V = 0,1178511301977579207… a3

*      Autres données du tétraèdre régulier

*      Hauteur

*      Centre par rapport à base

*      Surface

Voir Aire du triangle quelconque

 

 

 

TÉTRAÈDRE et DOLLAR

 

Problème

 

*      Prenez un billet de 1 dollar ou un rectangle de mêmes dimensions (16,6 x 6,6 cm²).
Formez un tétraèdre!

 

*      Aucun des billets fraais ne permet cette possibilité.

 

Solution

 

*      Développement du tétraèdre  et relation longueur / largeur :

 

Calcul

 

l² + a² = (2a)²

l² = 3a²

l = a

 

 

Patron du tétraèdre

 

 

*      Or ce rapport (L / l) du billet de 1 dollar vaut  2,36.

*      D'où une superbe approximation permettant le pliage en un tétraèdre.

 

 

  

Tétraèdre en boules!

 

*      On dispose de 20 boules assemblées en deux barres de 4 et deux rectangles de 2 x 3.

*      Comment les disposer pour former un tétraèdre?

*      Célèbre puzzle du commerce.

Malgré la simplicité des éléments en main, la solution n'est pas si évidente qu'il y parait. Essayez avant de regarder la solution.

 

 

 

Solution

 

 

 

 

Suite

*    Volume du tétraèdre

*    Tétraèdre et autres polyèdres

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*    Remplissage de la sphère

Voir

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*    Triangle équilatéral

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http://villemin.gerard.free.fr/GeomLAV/Tetraedr.htm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Solution

 

*      On commence par placer horizontalement une barre de quatre.

*      On pose un rectangle sur celle-ci.

 

P1030789  P1030790

 

*      La suivante est un rectangle posé perpendiculairement à la précédente.

*      La dernière barre est posée en hauteur sur les boules du rectangle.

 

P1030791   P1030792

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