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LEMNISCATE DE GERONO, ou HUIT
Gerono's
lemniscate (or eight curve), Geronosche Lemniskate
Courbe étudiée par Grégoire de St
Vincent en 1647 et Cramer en 1750.
Nom donné par Aubry en 1895. Camille-Christophe Gerono, 1799 - 1891 : mathématicien français. |
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Paramétrisation cartésienne :
().
Équation cartésienne :
ou ou
encore .
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Paramétrisation cartésienne de l'image par une rotation de : avec . |
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L'image par une affinité de rapport
a une abscisse curviligne intégrable :
et la longueur remarquable .
Voir la poire de Tannery. |
La lemniscate
de Gerono est un cas particulier de besace
(voir cette page pour une construction) et de courbe
de Lissajous (cf. la paramétrisation : ).
La lemniscate de Gerono est l'antihyperbolisme d'un cercle par rapport à son centre et une tangente. |
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Elle s'obtient aussi par transformation de Newton à partir de deux cercles tangents comme illustré ci-contre : |
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Autre construction, due à L. I. Magnus : Un point P décrivant un cercle de centre O, on projette P en Q sur un diamètre, puis Q en R sur (OM); la lemniscate de Gerono est le lieu du point M de [PQ] tel que QM = QR. |
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L’équation montre qu’elle peut s’obtenir comme courbe polyzomale, médiane des paraboles et . |
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Comme toute courbe de Lissajous, La lemniscate de Gerono
est la projection de deux couronnes
sinusoïdales :
1) Projection sur xOy de la courbe
de la crêpe, de paramétrisation : .
2) Projection sur xOy de la fenêtre
de Viviani : .
Plus généralement, la lemniscate de Gerono
est une vue de l’hippopède,
intersection d’une sphère avec un cylindre tangent.
La lemniscate de Gerono peut être obtenue à partir de celle de Bernoulli de la façon suivante : tracer sur la sphère de centre O et de rayon a la courbe ayant la lemniscate de Bernoulli comme stéréographique de pole sud (courbe qui est la courbe de Viviani), et projeter cette courbe orthogonalement sur xOy. |
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Une différence entre la lemniscate de Gerono et celle de Bernoulli : la première possède 6 sommets (4 maximums de courbure et deux minimums) comme le montre la vue ci-contre avec sa développée ; celle de Bernoulli ne possède que deux sommets, aux deux extrémités. |
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Voir aussi :
- la poire
de Tannery, rotation d'un demi-huit autour de son axe.
- la bouteille
de Klein dont une représentation peut se faire à partir
d'un huit, de même que le pseudo-bonnet
croisé.
Surfaces de révolution autour des axes de symétrie.
1) Autour de l'axe passant par les sommets,
d'équation, et de paramétrisation cartésienne : ,. |
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2) Autour de l'autre axe,
d'équation, et de paramétrisation cartésienne
: , .
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Si l'on change l'équation en , on obtient la courbe en rouge ci-contre, d'équation polaire , et de paramétrisation : , dont la réunion avec la lemniscate de Gérono donne une courbe proche du nœud pap. | |
Si l'on change en on obtient aussi une courbe en forme de huit, également paramétrée par . |
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L'image par une dilatation de la lemniscate de Gérono est parfois appelée lemniscate de Montferrier ; équation cartésienne : . Ci-contre pour a = 2b. |
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Voir ici comment
"épaissir" un huit : .
Les sections de la surface d'équation
par des plans x=cte ou y=cte sont des huits dilatés
:
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© Robert FERRÉOL 2022