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Surfaces Réglées : Générateurs et Applications

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Description

Cette séance de cours couvre le concept de surfaces réglées, qui sont des surfaces qui peuvent être générées en déplaçant une ligne dans l'espace. Il explique les paramètres nécessaires pour définir les surfaces réglées, les propriétés des surfaces doublement réglées et des exemples de surfaces réglées comme les cônes, les cylindres et les hyperboloïdes. La séance de cours traite également de la construction de surfaces réglées en architecture en utilisant des techniques de coffrage linéaire et de renforcement.

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Proximité ontologique

Mathématiques

Géométrie: Géométrie euclidienne

Concepts associés (32)

Surface réglée

En géométrie, une surface réglée est une surface par chaque point de laquelle passe une droite, appelée génératrice, contenue dans la surface. On peut décrire une surface réglée S en la considérant comme la réunion d'une famille de droites D(u) dépendant d'un paramètre u parcourant une partie I de l'ensemble des réels. Il suffit pour cela de se donner pour chaque u dans I un point P(u) et un vecteur directeur de D(u). On obtient alors une représentation paramétrique de la surface S : L'arc paramétré par est appelé une courbe directrice de S.

Hyperboloïde

Un hyperboloïde est en géométrie une surface du second degré de l'espace euclidien. Il fait donc partie des quadriques, avec pour caractéristique principale de posséder un centre de symétrie et de s'étendre à l'infini. Les sections non triviales d'un hyperboloïde avec un plan sont des paraboles, des ellipses ou des hyperboles. On distingue deux types d'hyperboloïdes, connexes ou non, chaque partie connexe s'appelant une nappe. Le cône peut être vu comme une forme dégénérée d'hyperboloïde.

Structure hyperboloïde

vignette|Un château d'eau de forme hyperboloïde aux Essarts-le-Roi. On y voit la génératrice marquée architecturalement sur le pied creux et le réservoir qui se confondent et dont on voit les limites par les jours de l'accès; Le réservoir est un voile mince de béton sous tensions, le pied un voile sous compression. Les structures à nappe hyperboloïde sont généralement des treillis ou des ossatures épousant la forme d'un hyperboloïde à une nappe. Leur coque extérieure est armée par des armatures droites combinées pour former une ou deux familles d'hélices entrecroisées.

Surface développable

Une surface développable est une surface réglée telle que le plan tangent est le même le long d'une génératrice. On peut donc « faire rouler sans glisser » une telle surface sur un plan, le contact se faisant le long d’une droite, comme pour un cylindre ou un cône. On peut caractériser les surfaces développables par différentes définitions : une surface développable est une surface réglée dont toute génératrice est stationnaire, c'est-à-dire telle que le plan tangent à la surface est le même en tout point de la génératrice.

Fonction trigonométrique

thumb|upright=1.35|Toutes les valeurs des fonctions trigonométriques d'un angle θ peuvent être représentées géométriquement. En mathématiques, les fonctions trigonométriques permettent de relier les longueurs des côtés d'un triangle en fonction de la mesure des angles aux sommets. Plus généralement, ces fonctions sont importantes pour étudier les triangles et les polygones, les cercles (on les appelle alors fonctions circulaires) et modéliser des phénomènes périodiques.

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Hyperboloïde

Structure hyperboloïde

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Fonction trigonométrique

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