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Édition du: 31/08/2022

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Brèves de Maths

 

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FRONTIÈRE COMMUNE

à plusieurs pays

 

Serait-il possible de redessiner la carte du monde de façon à ce que tous les pays aient une seule et unique frontière (ou, en d’autres termes, exactement la même frontière) ?

Il existe une méthode simple pour répondre à cette question.

Celle-ci a été décrite en 1917 par le mathématicien japonais Kunizo Yoneyama, qui attribue sa découverte à son professeur Takeo Wada. Elle nécessite de passer aux limites …

     

 

Sommaire de cette page

>>> Frontière commune entre deux pays

>>> Frontière commune entre trois pays 

>>> Historique

Débutants

Géométrie

 

Glossaire

Géométrie

 

Frontière commune entre deux pays

haut

 

Deux pays voisins non-insulaires sont séparés par une frontière commune.

 

Prenons une Terre imaginaire sans océan. L'hémisphère nord est un pays. L'hémisphère sud un autre.

La frontière commune est l'équateur.

Placé à proximité de l'équateur, il suffit d'un pas pour passer d'un pays à 'autre.

 

 

Avec trois pays, il existe au mieux un point triple commun.

C'est le cas pour la France, l'Allemagne et la Suisse, par exemple.

 

 

 

Frontière commune entre trois pays

haut

 

Pour obtenir une frontière commune entre trois pays, la méthode consiste à partir d'une situation et de la faire évoluer jusqu'à l'infini.

À chaque itération, la frontière de chaque pays est étendue dans la zone blanche non encore attribuée.

 

 

À la deuxième étape, le pays rouge s'étend sous la forme d'un territoire étroit.

 

Puis, le territoire bleu fait de même selon le tracé indiqué.

Le procédé va se poursuivre selon le même principe.

Progressivement la zone blanche est annexée par chacun des trois pays.

 

 

Après un nombre infini d’étapes, la construction de Wada converge vers une frontière très fine.

On obtient ainsi trois pays, les pays rouge, bleu et vert qui serpentent l’un autour de l’autre et une zone blanche qui est infiniment étroite.

 

C’est ainsi que la zone blanche finale va former une ligne de séparation des trois pays ou, autrement dit, la frontière commune du pays rouge, bleu et vert.

 

 

Situation de départ: trois pays et une zone blanche

Deuxième étape

Étape n

Source des figures Article de Iakovogloucité en bas de page

 

 

Historique

Cette construction a été décrite en 1917 par le mathématicien japonais Kunizo Yoneyama, qui attribue sa découverte à son professeur Takeo Wada.

 

Yoneyama décrivit le résultat non pas en termes de pays séparés par des frontières, mais plutôt en termes de lacs séparés par des portions de terre. C’est ainsi qu’aujourd’hui des pays avec exactement la même frontière sont appelés en mathématiques des lacs de Wada.

Malgré leur nature surprenante, de nos jours, les lacs de Wada apparaissent naturellement dans l’étude des systèmes chaotiques.

 

Figures extraites de l'article original (pdf 16  pages – Niveau avancé)

Theory of Continuous Set of Points – Kunizo Yoneyama

 

 

 

 

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Sites

*      Lacs de Wada – Wikipédia

*      Les lacs de Wada – Ghys, Jos Leys – CNRS – 2009

*      Une contre-intuition mathématique: trois pays séparés par une seule frontière – Ioannis Iakovoglou – The Conversation – 11/08/2022

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http://villemin.gerard.free.fr/Geometri/Frontier.htm