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Édition du: 09/04/2025

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Dénombrement

 

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Compter des …

Nombres

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Régions (Cercle)

Régions (polygone)

Intersections

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Quantité d'intersections

créés par les diagonales d'un polygone régulier

 

 

Le dénombrement des intersections des diagonales du polygone quelconque à n côtés est simple. Il s'agit des combinaisons de 4 parmi n.

Mais, pour le polygone régulier, il peut arriver que trois diagonales ou plus se rencontrent en un point intérieur. Alors, quelle est la formule de calcul et quelle est la table des valeurs ? Pas simple !

   

 

Sommaire de cette page

>>> Approche avec 4, 5 et  6 côtés

>>> Cas de l'octogone

>>> Dénombrement (Table)

Débutants

Nombres

 

Glossaire

Nombres

 

 

Approche avec 4, 5 et  6 côtés

haut

 

Quadrilatère

Avec ses deux diagonales, la quantité d'intersections dans le quadrilatère se limite toujours à 1, qu'il soit quelconque ou particulier.

 

 

Pentagone, hexagone et heptagone

Avec ses cinq diagonales, la quantité d'intersections dans le pentagone est toujours 5, qu'il soit quelconque ou régulier.

Pour l'hexagone, on en compte 15, et 35 pour l'heptagone, qu'ils soient réguliers ou non.

 

Formule

Quel que soit le polygone à n côtés, la quantité d'intersections est au plus égale à la combinaison de 4 parmi n.

 

Valeurs à partir de 3 côtés

0, 1, 5, 15, 35, 70, 126, 210, 330, 495, 715, 1001, 1365, 1820, 2380, 3060, 3876, 4845, …

 

Quadrilatère : 1

Pentagone = 5

 

Hexagone: 15

Dans le cas de l'hexagone régulier, les trois points du cercle vert sont confondus et la quantité d'intersections passe à 15 – 2 = 13.

 

 

Heptagone: 35

 

 

   

 

Dénombrement

Dans le cas général où des trois diagonales n'ont pas de point d'intersection commun (polygone quelconque), on peut calculer comme suit:

Choisissons quatre sommets: A, B, C et D, dans l'ordre. Il y a une seule intersection entre AB et CD. Ceci étant valable pour tout choix de 4 sommets, le nombre de points d'intersection est donc la quantité de combinaisons  de 4 sommets parmi tous les sommets du polygone.

 

 Exemple pour n = 7

 

 

Cas de l'octogone

haut

 

Octogone quelconque

Avec un peu de patience, on dénombre 70 points d'intersection.

 

 

 

 

Octogone régulier

Certaines diagonales se rencontrent au même endroit (cas des points rouges).

On compte: 1 + 8 = 9 intersections.

 

Sur la couronne, il a 8 × 4  = 32 des points blancs.

 

Et, en intermédiaire, 8 points verts.

 

Total: 9 + 32 + 8 = 49 points d'intersection dans un octogone.

 

Voir Accès à chacun des polygones / Brève 62-1129

 

 

 

Dénombrement

haut

 

Légende du tableau

Chacune des lignes se réfère à un polygone à n côtés.

 

D désigne la quantité de diagonales.

 

Iq est la quantité maximale d'intersections du polygone quelconque.

 

Ir, la quantité pour un polygone régulier.

 

R rappelle la quantité de régions dans le polygone régulier.

 

 

Note

Le calcul du nombre d'intersection dans le polygone régulier est délicat. La formulation encore plus. Voir les articles cités in fine.

Les valeurs données dans cette table sont extraites de cet article.

 

 

 

Intersections dans le polygone régulier + SOMMETS

 

 

1, 2, 3, 5, 10, 19, 42, 57, 135, 171, 341, 313, 728, 771, 1380, 1393, 2397, 1855, 3895, 3861, 6006, 5963, 8878, 7321, 12675, 12507, 17577, 17277, 23780, 16831, 31496, 30945, 40953, 40291, 52395, 47017, 66082, 65019, 82290, 80921, 101311, 84883, 123453, 121485, …   OEIS A007569

 

Voir Nombres 49  /  161  /  301  /  333

 

 

 

 

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Sites

*       The number of intersection points made by the diagonals of a regular polygon – Bjorn Poonen and Michael Rubinstein

*       Polygon Diagonal Intersection Graph – Wolfram MathWorld

Cette page

http://villemin.gerard.free.fr/Wwwgvmm/Compter/Intersec.htm