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# Mathématiques# Combinatoire

La quête des triangles presque congruents

Examiner combien de triangles presque égaux peuvent être formés à partir d'un ensemble de points.

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Dans le monde de la géométrie, les triangles apparaissent souvent sous différentes formes et tailles. Parfois, ils peuvent être presque identiques en termes d'Angles et de longueurs de côtés, même s'ils ne sont pas exactement identiques. Cet article se penche sur une question soulevée il y a quelque temps sur combien de triangles peuvent être trouvés qui sont presque égaux à un certain triangle, surtout un type spécial appelé Triangle équilatéral.

Contexte

Imagine que tu as une collection de Points éparpillés sur un plan. L'idée est de voir combien de triangles peuvent être formés avec ces points qui ressemblent à un triangle choisi. Un triangle est considéré comme presque congruent s'il peut être fait à partir de certains de ces points et ressemble de près au triangle original mais ne correspond pas à ses mesures exactes.

Dans un concept clé, les points sont regroupés autour des coins d'un triangle standard, permettant la formation de nouveaux triangles qui sont similaires mais pas des copies exactes. L'objectif est de trouver le nombre maximum de tels triangles à partir d'un ensemble donné de points.

L'idée de base

Pour comprendre combien de triangles peuvent être formés, on commence avec un triangle spécifique, qu'on appelle le "triangle cible". Ce triangle a des longueurs de côtés et des angles spécifiques. On veut voir combien de triangles peuvent être fabriqués à partir des points donnés qui sont proches des dimensions de notre triangle cible.

Le processus consiste à créer des grappes de points autour des trois coins du triangle cible. En faisant cela, on peut créer des triangles qui partagent certaines propriétés avec le triangle cible, comme avoir les mêmes angles ou des longueurs de côtés proches.

Comment les points sont disposés

Quand on dispose les points, l'espacement est crucial. Dans une méthode, les points sont placés en trois groupes - un pour chaque coin du triangle. La taille de chaque groupe peut influencer combien de triangles presque congruents peuvent être formés.

Obtenir des réponses

Pour de nombreux types de triangles, surtout les équilatéraux, on peut déterminer un maximum basé sur l'arrangement des points. Il y a aussi des règles en géométrie qui aident à comprendre combien de triangles peuvent apparaître en fonction de la façon dont les points sont disposés. Par exemple, si les points sont en ligne droite, ils ne peuvent pas former un triangle.

Le problème original posé par les mathématiciens était de déterminer combien de triangles presque congruents pouvaient être fabriqués en utilisant un certain nombre de points et si un certain nombre pouvait être atteint.

Nouvelles découvertes

De nouvelles découvertes clarifient qu'il est possible de trouver un nombre maximum de triangles qui peuvent être formés. Ces découvertes viennent de la combinaison de concepts provenant de différentes disciplines mathématiques, créant une meilleure compréhension des triangles et des arrangements de points.

Concepts associés

Lorsque des triangles sont semblables, ils partagent la même forme mais pas nécessairement la même taille. Cette relation est importante car elle montre qu'il peut y avoir beaucoup de triangles qui sont similaires au triangle original sans être des copies exactes. Le concept de similarité entraîne des propriétés géométriques intéressantes, comme des rapports de longueurs de côtés et d'angles.

Connexion avec la théorie géométrique

Les découvertes se connectent à des théories plus larges en géométrie concernant les arrangements de points. L'arrangement peut changer selon le type de triangle, qu'il soit rectangle, isocèle ou scalène. Chaque type a des propriétés différentes qui influencent combien de triangles peuvent être formés.

Exemples pratiques d'arrangements

Pour visualiser cela, considère différentes configurations. Pour un triangle équilatéral, si tu regroupes des points très près de chaque sommet, tu peux former beaucoup de triangles similaires selon comment tu choisis les paires de points. Il en va de même pour d'autres types de triangles, où des règles spécifiques concernant les angles et les longueurs entrent en jeu.

Défis dans l'étude des triangles

Bien que de nombreux principes guident la compréhension des triangles, il reste des défis. Certaines propriétés ne sont pas valables dans tous les arrangements, et les mathématiciens cherchent encore à établir des limites exactes sur combien de triangles peuvent être formés dans diverses conditions.

Conclusion

L'étude des triangles presque congruents éclaire les relations fondamentales entre les points, les angles et les dimensions en géométrie. Comprendre ces relations peut conduire à des applications pratiques dans des domaines comme l'ingénierie, l'architecture et les graphismes informatiques, où les propriétés des triangles jouent un rôle crucial.

L'étude des configurations de points et des formations de triangles peut continuer à s'élargir, révélant davantage sur la beauté de la géométrie et ses possibilités infinies. Grâce à un arrangement et une observation minutieux, on libère le potentiel de ce qui peut être créé avec des formes simples comme les triangles dans un monde plein de complexité.

Source originale

Titre: Almost Congruent Triangles

Résumé: Almost $50$ years ago Erd\H{o}s and Purdy asked the following question: Given $n$ points in the plane, how many triangles can be approximate congruent to equilateral triangles? They pointed out that by dividing the points evenly into three small clusters built around the three vertices of a fixed equilateral triangle, one gets at least $\left\lfloor \frac{n}{3} \right\rfloor \cdot \left\lfloor \frac{n+1}{3} \right\rfloor \cdot \left\lfloor \frac{n+2}{3} \right\rfloor$ such approximate copies. In this paper we provide a matching upper bound and thereby answer their question. More generally, for every triangle $T$ we determine the maximum number of approximate congruent triangles to $T$ in a point set of size $n$. Parts of our proof are based on hypergraph Tur\'an theory: for each point set in the plane and a triangle $T$, we construct a $3$-uniform hypergraph $\mathcal{H}=\mathcal{H}(T)$, which contains no hypergraph as a subgraph from a family of forbidden hypergraphs $\mathcal{F}=\mathcal{F}(T)$. Our upper bound on the number of edges of $\mathcal{H}$ will determine the maximum number of triangles that are approximate congruent to $T$.

Auteurs: József Balogh, Felix Christian Clemen, Adrian Dumitrescu

Dernière mise à jour: 2023-03-26 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2303.14663

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.14663

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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