Les figures étoilées



Une stellation parmi d’autres :

Les figures concernées :

Dans le plan les polygones réguliers inscrits dans un cercle de rayon 1

Dans l’espace les solides convexes associés à une famille de symétries (ordre 3, 4 ou 5) inscrits dans une sphère de rayon 1 et ayant leurs arêtes égales

Le principe :

Les distances respectives entre 2 sommets quelconques sont en nombre finis et la plus petite d’entre elles est associée à la seule figure convexe possible.

La plus grande distance possible : 2, quand la figure présente une symétrie centrale est écartée (les pointes seraient alors des aiguilles !)

Les valeurs intermédiaires possibles conduisent à la construction d’une étoile dès lors qu’on les retrouve 2 fois dans le plan et au moins 3 fois dans l’espace.

Les pointes de l’étoile sont limitées par des triangles. (c’est un choix). Le sommet est un des points de la figure d’origine et les points de base à l’intersection la plus proche avec une autre arête

(On admet son existence!)

La base des triangles formant la pointe , n’est pas forcément supportée par un arête.

La figure formée par les points de base des pointes forment le cœur (pas toujours convexe) de l’étoile.

On associe horizontalement les figures dont les carrés des distances sont compléments à 4 l’une de l’autre.

Dans le plan



E_23

Le triangle équilatéral n’a pas de forme étoilée

La famille de symétries est d’ordre 3 . On choisit le point initial sur une bissectrice des axes formant un angle de p/3

d2 = 1

hexagone régulier

E23M0

d2 = 3

étoile à 6 branches

E23M01

Le cœur est un hexagone



E_24

Le carré n’a pas de forme étoilée.

La famille de symétries est d’ordre 4 . On choisit le point initial sur une bissectrice des axes formant un angle de p/4

d2 = 0,58

Octogone:E24M0

d2 = 3,41

E24M02

Le cœur est un octogone


d2 = 2

E24M01

Le cœur est un octogone






E_25



d2 = 0,38

E25M0

d2 = 3,61

E25M03


d2 = 1,38

E25M01

d2 = 2,61

E25M02





Plus d’étoiles en dimension 3:

ordre 3

ordre 4

ordre 5



Pour aller plus loin…

Une stellation consistant à promener le point initial dans les triangles sphériques recouvrant la sphère unité

Dans les exemples ci -dessous le point initial a franchi le côté AB de la théorie

Ordre 3 : 24 triangles

Ordre 4 : 48 triangles

Ordre5 : 120 triangles

fam33

fam34

fam35



Exemple en dimension 4