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QUADRIQUES

Quadriques impropres

Il existe onze types différents de quadriques impropres, parmi lesquels on distingue trois familles principales : les cônes, les cylindres et les quadriques décomposées.

Cônes

Cônes réels - crédits : Encyclopædia Universalis France

Cônes réels

Les cônes sont obtenus à partir d'un sommet et d'une base, conique non décomposée dont le plan ne contient pas le sommet. Le cône de révolution est l'un d'eux ; on peut l'engendrer par rotation d'une droite autour d'une droite fixe qu'elle rencontre : un cône est constitué de deux nappes, c'est-à-dire de deux parties symétriques limitant des volumes convexes et reliées entre elles par le sommet commun.

Le sommet d'un cône est toujours réel. C'est le seul point de cette espèce si la conique de base est totalement non réelle ; le cône est alors dit imaginaire. Sinon, le cône est réel, et la nature de la conique de départ est sans importance.

Cylindres

Les cylindres sont des cônes dont le sommet est « à l'infini » : ils sont donc obtenus par des droites (génératrices) ayant une direction donnée qui rencontrent une conique non décomposée dont le plan n'est pas parallèle à la direction. Là aussi, le cylindre de révolution (qui sert de base à tant d'éléments architecturaux) en est l'exemple le plus simple.

Cylindres parabolique et hyperbolique - crédits : Encyclopædia Universalis France

Cylindres parabolique et hyperbolique

Suivant que la conique est non réelle, ou une ellipse, ou une hyperbole, ou une parabole, le cylindre est dit imaginaire, elliptique, hyperbolique ou parabolique. Le cylindre de révolution est un cas particulier de cylindre elliptique. Les sections planes sont, en général, des coniques de même genre que la conique de base.

Quadriques décomposées

Les couples de plans sont des quadriques à la fois impropres et décomposées ; ce dernier qualificatif signifie simplement qu'il s'agit alors de la réunion de surfaces algébriques d'ordre inférieur à celui de la quadrique : ce sont donc des plans. Il en existe cinq sortes, selon que les deux plans sont réels et sécants, réels et parallèles, non totalement réels (mais transformés l'un en l'autre par une conjugaison des coordonnées) et sécants, non réels et parallèles, ou réels et confondus.

Pour qu'une quadrique soit décomposée, il est nécessaire et suffisant que l'on puisse écrire l'égalité :

et que la quadrique soit impropre. Pour qu'elle soit décomposée en un plan double, il s'introduit une condition supplémentaire : l'ensemble des deux premières conditions est équivalent au fait que 0 doit être une valeur propre au moins double de la matrice A ; la troisième condition entraîne que 0 est alors une valeur propre au moins triple.

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Sphères, cylindres et cônes - crédits : Encyclopædia Universalis France

Sphères, cylindres et cônes

Cônes réels - crédits : Encyclopædia Universalis France

Cônes réels

Cylindres parabolique et hyperbolique - crédits : Encyclopædia Universalis France

Cylindres parabolique et hyperbolique

Autres références

  • DIOPHANTIENNES ÉQUATIONS

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    • 1 média
    ...être des nombres complexes. Parmi celle-ci, on trouve les surfaces non singulières de l'espace ordinaire définies par une équation de degré 2 ( quadriques) ou 3 (surfaces cubiques), mais aussi des équations de degré supérieur, comme :
    avec a(x) et b(x) des polynômes non nuls de degré quelconque....
  • GÉOMÉTRIE DIFFÉRENTIELLE CLASSIQUE

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    • 12 médias
    Comme exemples importants de surfaces régulières, on a notamment les quadriques (à l'exclusion du cône) définies par une équation :
    f est un polynôme de degré 2, par exemple l'hyperboloïdeà une nappe :
    il admet la représentation paramétrique :
    qui n'est pas régulière, car...
  • PONCELET JEAN VICTOR (1788-1867)

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    Militaire et mathématicien français né à Metz et mort à Paris. Après avoir été l'élève de Gaspard Monge à l'École polytechnique, Jean Victor Poncelet commença une carrière militaire. Lieutenant du génie, il prit part à la campagne de Russie, où il fut fait prisonnier et relégué...