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CUBE
Cube (or hexahedron), Würfel (oder Kubus)
Etymologie | Du grec Kubos : dé | ||||||
Définitions | un cube est
- un polyèdre à faces carrées - un hexaèdre régulier - un parallélépipède rectangle à arêtes de même longueur - un prisme droit à base carrée et faces latérales carrées. - un antidiamant d'ordre 3 à sommets réguliers et angles dièdres égaux. |
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Famille | polyèdres
réguliers
également : paralléloèdres |
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Dual | octaèdre régulier ¬ dual polaire du cube par rapport à sa sphère circonscrite | ||||||
Faces | 6 carrés | ||||||
Sommets | 8 sommets de degré 3, de code de Schläfli 43; angle solide : sr | ||||||
Arêtes | 12 arêtes de longueur a ; angle dièdre : rd | ||||||
Patrons |
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Graphe des arêtes |
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Diamètres | sphère inscrite : a ; intersphère (tangente aux arêtes) : a Ö2 ; sphère circonscrite : a Ö3 | ||||||
Mensurations | volume : a3
aire : 6 a² rapport volume/(volume de la
sphère circonscrite) : 37%
coefficient isopérimétrique : |
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Construction | Tétraèdre régulier augmenté de quatre pyramide dont les faces sont coplanaires avec les voisines : | ||||||
Coordonnées
des sommets |
avec ,
2 sommets étant reliés par une arête ss'ils ont deux coordonnées en commun. Équation cartésienne du cube plein : , donnant la réunion des faces. |
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Plans de symétrie | 3 parallèles aux faces, 6 contenant des arêtes opposées | ||||||
Axes de rotation |
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Groupe des isométries | ordre 48 : 24 rotations (l'identité, 6
quarts de tour, 8 tiers de tour, 9 demi-tours)
et 24 antirotations (produits des précédentes par la symétrie de centre O, dont 9 réflexions) Le sous-groupe des 24 rotations est isomorphe à S4 (action simple et transitive sur les 4 diagonales). |
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Pavage | le cube est le seul polyèdre régulier pavant l'espace | ||||||
Polyèdres dérivés | par troncature forte
: cuboctaèdre ; par
troncature faible : cube tronqué
;
par chanfreinage : rhombicuboctaèdre ; par chanfreinage fort : cuboctaèdre tronqué ; par adoucissement : cube adouci ; par augmentation : dodécaèdre régulier, dodécaèdre rhombique, tetraki-hexaèdre. |
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Avatar | le cube de Sierpinski. |
Le cube est un tétraèdre tronqué aux arêtes |
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Bien que le cube soit un polyèdre régulier,
il ne donne pas la réponse au problème des dictateurs ennemis
dans le cas n = 8, problème demandant comment sont disposées
sur une sphère
n calottes sphériques identiques (les
empires de chaque dicateur) de taille maximale et ne se chevauchant pas.
La répartition fournie par les 8 calottes identiques maximales centrées au sommet d'un cube n'est pas optimale (on voit bien, figure supérieure, qu'il y a encore beaucoup de bleu !). La réponse optimale est donnée par l'antiprisme à base carrée et faces régulières. Source : Marcel Berger, pour la Science 176, p. 72 et dossier Pour la Science 41 p. 40. |
Ci-contre, vue du polyèdre composé formé du cube et de l'octaèdre dual polaire par rapport à la sphère tangente aux arêtes ; la partie commune est le cuboctaèdre. L'enveloppe des sommets est le dodécaèdre rhombique. |
Voir aussi l'hypercube.
Beau lien : mathematische-basteleien.de/cube.htm
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Cristal cubique de fluorite. |
Les pièces formant le ballon de foot classique suivent un icosaèdre tronqué, mais depuis la coupe du Monde 2014, on voit des ballons dont les pièces forment un ensemble homéomorphe au cube ! | Réseau cubique tentaculaire dans "la fièvre d'Urbicande" de Schuiten et Peeters. |
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L'atomium de Bruxelles a une forme cubique. Mais le cube étant posé sur sa pointe, on voit un hexagone. |
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© Robert FERRÉOL 2023