Courbe de Lamé

Courbe de Lamé

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Exemples de courbes de Lamé
( n , a , b ) = ( 1 2 , 1 , 1 ) {\displaystyle (n,a,b)=\left({\frac {1}{2}},1,1\right)}
( n , a , b ) = ( 3 2 , 1 , 1 ) {\displaystyle (n,a,b)=\left({\frac {3}{2}},1,1\right)}
( n , a , b ) = ( 4 , 1 , 1 ) {\displaystyle (n,a,b)=\left(4,1,1\right)}
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Les courbes de Lamé (ou superellipses) sont un groupe de courbes définies pour la première fois par le mathématicien français Gabriel Lamé en 1818[1]. Elles sont définies par leur équation cartésienne :

| x a | n + | y b | n = 1. {\displaystyle \left|{\frac {x}{a}}\right|^{n}\!+\left|{\frac {y}{b}}\right|^{n}\!=1.}

Similairement, elles sont définies par l'équation polaire (pour les points ( r , θ ) {\displaystyle (r,\theta )} qui respectent l'équation) :

r = ( | cos ( θ ) a | n + | sin ( θ ) b | n ) 1 / n , {\displaystyle r=\left(\left|{\frac {\cos(\theta )}{a}}\right|^{n}\!\!+\left|{\frac {\sin(\theta )}{b}}\right|^{n}\!\right)^{-1/n}\!,}

Propriétés

Les courbes de Lamé peuvent aussi être définies par l'équation paramétrique[2] :

{ x ( θ ) = ± a cos 2 n θ y ( θ ) = ± b sin 2 n θ 0 θ < π 2 . {\displaystyle {\begin{cases}x\left(\theta \right)&=\pm a\cos ^{\frac {2}{n}}\theta \\y\left(\theta \right)&=\pm b\sin ^{\frac {2}{n}}\theta \end{cases}}\qquad 0\leq \theta <{\frac {\pi }{2}}.}

L'aire de la surface délimitée par une courbe de Lamé vaut[3]

4 ( 1 1 n ) a b π Γ ( 1 + 1 n ) Γ ( 1 2 + 1 n ) , {\displaystyle {\frac {4^{\left(1-{\frac {1}{n}}\right)}ab{\sqrt {\pi }}\,\Gamma (1+{\frac {1}{n}})}{\Gamma ({\frac {1}{2}}+{\frac {1}{n}})}},}

Γ est la fonction Gamma.

Notes et références

  1. (en) John J. O'Connor et Edmund F. Robertson, « Lamé Curves », sur MacTutor, université de St Andrews.
  2. « Courbe de Lamé », sur mathcurve.
  3. (en) Eric W. Weisstein, « Superellipse », sur MathWorld.

Articles connexes

Liens externes

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