NOMBRES – Curiosités, Théorie et Usages

 

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Polygones

 

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Polygones

 

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20

 

 

23

 

 

 

 

 

 

 

Sommaire de cette page

>>> Trigonométrie de Pi/11

>>> Anatomie de l'hendécagone

>>> Constructible ?

>>> Construction à la main

>>> Construction approchée de Dürer

>>> Constructions approchées

>>> Construction très approchée

>>> Bissectrices

>>> Nombres hendécagonaux

 

 

 

 

11-GONE Régulier / Hendécagone

 

11-gone ou hendécagone: polygone à onze côtés ou onze angles.

Du grec hendeka: onze; et gônia: angle, coin et proche de genou.

Il est régulier si les côtés sont de même longueur et si les angles ont même mesure.

 

Français

hendécagone

Anglais

hendecagon

Allemand

Elfeck

Hendekagon

Espagnol

Endecagono

 

 

Voir  Nombre 11

 

Trigonométrie de Pi/11

Trigo.

Pi/11

= 16,3636…°

2Pi/11

= 36,7272…°

 

Formules diverses

sinus

0,2817325569

0,5406408175

cosinus

0,9594929736

0,8412535328

tangente

0,2936264930

0,6426609772

cotangente

3,405687238

1,556030373

Voir Tables trigonométriques / Relations entre angles Pi/n

 

 

Anatomie de l'hendécagone régulier

 

Longueur côté: a = 10 (pour la figure)

 

Angle au centre

 

Angle interne (somme 1 620 °)

 

Rayon du cercle inscrit ou apothème

 

Rayon du cercle circonscrit

   

 

Diagonales

Longueur de la diagonale k, avec k la quantité de côtés interceptés par la diagonale.

Quantité

 

k

Longueur

2

1,918985947

3

2,682507065

4

3,228707415

5

3,513337091

  

Aire

11 fois l'aire des triangles élémentaires

= 9,36563990… a²

Voir Calcul de la  longueur / Tables / Quantité d'intersections des diagonales

 

 

Hendécagone avec ses quatre variantes étoilées

 

Constructible ?

 

Le nombre 11 n'est pas un nombre de Fermat, l'hendécagone régulier n'est pas constructible à la règle et au compas.

Le nombre 11 n'est pas un nombre de Pierpont, l'hendécagone régulier n'est pas constructible par trisection.

 

En revanche, l'hendécagone régulier est constructible par neusis et aussi par pliage origami.

 

Construction à la main

Pour une construction pratique et rapide, on peut profiter du fait que la longueur du côté est voisine (un peu plus) de la moitié du rayon du cercle circonscrit.

On trace le cercle bleu puis le trait vert d'une longueur un peu supérieure à la moitié du rayon. Pour un rayon de 10 m, on prendra 5,63 m.

Reporter cette distance sur la circonférence du cercle avec un compas ou un bâton coupé à cette mesure.

La construction de Dürer est proche de celle-ci.

 

 

Construction approchée de Dürer

 

Construction approchée très simple

Cercle bleu.

Rayon vert dont on prend:
 1/2 + 1/8 de 1/2 = 9/16

 

Cette longueur est reportée sur la circonférence.

 

Appréciation

Dürer constate que:

 

Soit une erreur relative de 0,17%

 

 

Voir Nombre 0,56 …

 

 

Constructions approchées

 

 

Construction approchée 1 (Figure)

Basée sur l'approximation:
 

Une approximation à 0,02 %, généralement suffisante pour un tracé industriel.

 

 

Procédé

Un carré dont le haut est partagé en moitié, puis encore en moitié pour donner le point A.

L'angle AOF vaut 98,13°

Bissectrice de AOF: point B

Bissectrice de EOB: point C

Bissectrice de EOC: point D

L'angle EOD vaut 32,73°

Reporter cet angle onze fois sur le cercle pour obtenir l'hendécagone.

 

 

Angle utilisé en degrés

 

 

 

Calcul des angles

Angle

Formule

Valeur

a = GOA

Artan(3/4)

36,86989765

b = AOF

180 – 45 – a

98,13010235

c = AOB

b/2

49,06505118

d = EOC

(c + a + 45 ) / 2

65,46747441

e =

d / 2

32,73373720

Hendéca

360/11

32,72727272

Écart

0,006464472

%

0,019%

  

 

Constructions approchées par approximation du rapport a/R (méthode générale)

Construction approchée 2 (Figure)

Basée sur l'approximation:
 
où a/R = 0,5634… est approché
par 4/7 = 0,5714…

Une approximation simple et peu précise

 

Procédé

Dessiner la proportion 4/7 sur le rayon du cercle.

Voir Construction de la division d'un segment

 

La construction est approchée de 5,23° pour les deux derniers points.

 

 

Construction approchée 3 (Figure)

Basée sur l'approximation:
 
où a/R = 0,5634… est approché
par 4/7 = 0,56
 

Une approximation très certainement utilisée par les architectes Gréco-romains.

 

Procédé

À partir du point O, tracer un segment de 25 unités, point A et de 11 unités, point B.

 

 Cercle (O, OA) et cercle (A, AB).

Les deux intersections sont des sommets de l'hendécagone (approché).

Report de cette distance sur le cercle pour former les neuf autres points.

La construction est approchée de 2,28° pour les deux derniers points.

 

 

 

Construction TRÈS PROCHE selon T. Drummond

 

Construction approchée 4

Basée sur l'approximation:
 
où a/R = 0,563465… est approché
par           0,563692…
 

Construction la plus précise des quatre.

 

Procédé (Figures en haut et au milieu)

Cercle (A, AB) en bleu qui recevra l'hendécagone.

Cercle (C, CB)

Cercle (B, CB) – Intersections D et F

Cercle (F, FD) – intersection G

La longueur CG est la longueur du côté.

 

Cette longueur est reportée (figure du milieu) sur le cercle bleu.

 

Calcul (Figure du bas)

Les coordonnées des points A, B et C sont indiquées.

Cercle 1: (C, CB) =>  (x+10)² + y² = 20²

Voir Équation du cercle

 

Cercle 2: (A, AB) =>  x + y² = 10²

Cercle 3: (B, AB) =>  (x–10)² + y² = 10²

Point D, intersection de C2 et C3:

Point E, intersection de C1 et C3:

Distance DE

 

Cercle 4: (E, DE) =>  (x–xE)² + (y-yE)² = DE²

Point F, intersection de C1 et C4:

Distance AF

 

Valeur théorique du côté de l'hendécagone

Écart: 0,0045 … (soit: 0,04 %)

 

Appréciation des écarts

Écart entre les deux derniers points sur la circonférence: 0,1495…°

Longueur de l'arc: 0,0522 … pour une circonférence de 125,66…

Soit 1 m sur une piste circulaire de 2,4 km.

 

 

Détail de la construction (a = CG)

 

 

 

Construction de l'hendécagone

 

 

 

Mesures confirmant les calculs

 

Le relevé de ces chiffres sur GeoGebra

 

 

Bissectrices

 

Sur ce tracé, en prolongeant les côtés, on forme des triangles.

Les cercles inscrits sont dessinés en rose.

Par construction, leur centre est situé sur les bissectrices de leur angle.

Les bissectrices se dirigeant vers l'hendécagone et passent toutes par le centre des cercles inscrit et circonscrit de l'hendécagone.

Chacune joint un sommet au milieu du côté opposé.

 

 

 

Hendécagone sur la bordure du dollar canadien

 

 

Nombres hendécagonaux

Nombres hendécagonaux

Somme des points sur l'hendécagone et sur tous les hendécagones adjacents internes.

 

Formule

 

Écart entre chaque nombre: 9n + 1

 

Les cinquante premiers

0, 1, 11, 30, 58, 95, 141, 196, 260, 333, 415, 506, 606, 715, 833, 960, 1096, 1241, 1395, 1558, 1730, 1911, 2101, 2300, 2508, 2725, 2951, 3186, 3430, 3683, 3945, 4216, 4496, 4785, 5083, 5390, 5706, 6031, 6365, 6708, 7060, 7421, 7791, 8170, 8558, 8955, 9361, 9776, 10200, 10633, 11075

 

Polynôme générateur

  

Voir Table des nombres polygonaux / Polynômes générateurs

 

 

 

 

Suite

*    Trisection et hendécagone

*    Dodécagone

*    Heptadécagone

Voir

*    Construction du pentagone

*    Polygone

*    Hexagone

*    Calcul de Pi

*    Partage du cercle en parts égales

Aussi

*    Constructibilité

*    GéométrieIndex

*    Partage du cercle

*    Rosaces

Document

*    Construction approchée de polygones réguliers – Jean-Louis Breuil

*    Autres constructions de J.-L. Breuil

DicoNombre

*    Nombre 0,56 …

*    Nombre 11

*    Nombre 32,7

Sites

*    Hendécagone – Wikipédia – Sur la page en anglais, présentation de la construction de Drummond, avec animation

*    Hendécagone régulier: construction (approchée) détaillée – Jean-Yves Labouche – Vidéo YouTube

*    Methods for construction of odd number  pointed polygons – Daniel Dobre

*    Best practices in heritage conservation and management from the worl to Pompeii – Carmine Gambardella

*    OEIS A051682 - 11-gonal (or hendecagonal) numbers: a(n) = n*(9*n-7)/2

*    Trigonometry Angles Pi/11 – Wolfram MathWorld

Cette page

http://villemin.gerard.free.fr/GeomLAV/Polygone/Poly11.htm