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Définition du Tore
En géométrie, un tore est une surface tridimensionnelle obtenue en faisant tourner un cercle autour d'un axe coplanaire qui ne coupe pas le cercle lui-même. Cette opération de révolution crée une forme semblable à celle d'une bouée ou d'un donut, caractérisée par un trou central.
Propriétés du Tore
- Rayon du grand cercle (R) : Distance entre le centre du tore et l'axe de rotation.
- Rayon du petit cercle (r) : Rayon du cercle générateur qui est tourné autour de l'axe.
- Équation paramétrique : En coordonnées cartésiennes, un tore peut être décrit par les équations paramétriques :
- x = (R + r cos θ) cos φ
- y = (R + r cos θ) sin φ
- z = r sin θ
Formule du volume d'un tore de Rayon du grand cercle (R) et Rayon du petit cercle (r) est donné par la formule : `V = 2π² R r²`
Calculer le volume d'un tore :
Topologie du Tore
- Genre : Un tore est une surface de genre 1, ce qui signifie qu'il possède un seul trou.
- Caractéristiques topologiques : Le tore est une variété compacte sans bord, et il est homéomorphe au produit de deux cercles, noté S¹ × S¹.
Propriétés Mathématiques
- Surface : La surface du tore est donnée par la formule :
S = 4π² R r
où R est le rayon du grand cercle et r celui du petit cercle. - Volume : Le volume du tore est calculé par :
V = 2π² R r²
- Symétrie : Le tore possède une symétrie de rotation autour de l'axe de révolution et une symétrie de réflexion par rapport à divers plans.
Applications du Tore
Le tore apparaît dans divers domaines tels que la physique, l'ingénierie, et les arts. Par exemple, en physique, il est utilisé dans la conception des tokamaks pour le confinement du plasma dans la recherche sur la fusion nucléaire. En informatique graphique, le tore est souvent utilisé comme modèle de base pour l'étude des surfaces complexes.
Conclusion
Le tore est une figure géométrique fascinante qui combine des aspects de topologie et de géométrie euclidienne. Sa structure unique avec un trou central en fait un objet d'étude intéressant tant en théorie qu'en applications pratiques.
