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Octogone

En géométrie , un octogone ( grec ancien ὀκτάγωνον ( oktágōnon ) « huit angles » ) est un polygone à huit côtés ou 8-gone. Un octogone régulier a pour symbole de Schläfli {8} et...

géométrie , un octogone ( grec ancien ὀκτάγωνον ( oktágōnon ) « huit angles » ) est un polygone à huit côtés ou 8-gone.

Un octogone régulier a pour symbole de Schläfli {8} et peut également être construit comme un carré tronqué quasi régulier , t{4}, qui alterne deux types d'arêtes. Un octogone tronqué, t{8}, est un hexadécagone , {16}. Un analogue 3D de l'octogone peut être le rhombicuboctaèdre dont les faces triangulaires remplacent les arêtes, si l'on considère l'octogone comme un carré tronqué.

Les diagonales du quadrilatère vert sont de même longueur et perpendiculaires entre elles.

En géométrie plane , la somme des angles internes d'un octogone est de 1080°. Comme pour tous les polygones, la somme des angles externes est de 360°.

Si l'on construit des carrés soit entièrement à l'intérieur, soit entièrement à l'extérieur, sur les côtés d'un octogone, alors les milieux des segments reliant les centres des carrés opposés forment un quadrilatère à la fois équidiagonal et orthodiagonal (c'est-à-dire dont les diagonales sont de même longueur et perpendiculaires entre elles).

L' octogone médian d'un octogone de référence a ses huit sommets situés aux milieux des côtés de cet octogone. Si l'on construit des carrés soit entièrement à l'intérieur, soit entièrement à l'extérieur des côtés de l'octogone médian, alors les milieux des segments reliant les centres des carrés opposés forment les sommets d'un carré.

Régularité

Un octogone régulier est un solide fermé dont les côtés sont de même longueur et les angles internes de même mesure. Il possède huit axes de symétrie axiale et une symétrie de rotation d'ordre 8. Un octogone régulier est représenté par le symbole de Schläfli {8}. L' angle interne à chaque sommet d'un octogone régulier mesure 135 ° radians . L' angle au centre mesure 45° radians.

Zone

L'aire d'un octogone régulier de côté a est donnée par

En termes de rayon circonscrit R , l'aire est

En fonction de l' apothème r (voir aussi la figure inscrite ), l'aire est

Ces deux derniers coefficients encadrent la valeur de pi , l'aire du cercle unité .

L' aire d'un octogone régulier peut être calculée comme celle d'un carré tronqué .

La zone peut également être exprimée comme

S représente l'envergure de l'octogone, soit la deuxième plus courte diagonale ; et a la longueur d'un de ses côtés, ou bases. On le démontre aisément en prenant un octogone, en traçant un carré autour (en veillant à ce que quatre de ses huit côtés coïncident avec les quatre côtés du carré), puis en plaçant les triangles formés aux sommets (triangles 45-45-90 ) de manière à ce que leurs angles droits soient tournés vers l'intérieur, formant ainsi un carré. Les côtés de ce carré ont chacun la longueur de la base.

Étant donné la longueur d'un côté a , la portée S est

L'envergure est alors égale au rapport argent multiplié par le côté, a.

La zone est alors comme ci-dessus :

Exprimée en fonction de l'envergure, l'aire est

Une autre formule simple pour l'aire est

Le plus souvent, la portée S est connue et il faut déterminer la longueur des côtés, a , comme lorsqu'on découpe un carré de matériau en un octogone régulier. D'après ce qui précède,

Les deux longueurs d'extrémité e de chaque côté (les longueurs des côtés des triangles (verts sur l'image) tronqués du carré), ainsi que la valeur de peuvent être calculées comme

rayon circonférentiel et rayon intérieur

Le rayon du cercle circonscrit de l'octogone régulier en fonction de la longueur du côté a est

et le rayon du cercle inscrit est

(c'est la moitié du rapport argent multiplié par le côté, a , ou la moitié de l'envergure, S )

Le rayon inscrit peut être calculé à partir du rayon circonscrit comme suit :

Diagonalité

The regular octagon, in terms of the side length a, has three different types of diagonals:

  • Short diagonal;
  • Medium diagonal (also called span or height), which is twice the length of the inradius;
  • Long diagonal, which is twice the length of the circumradius.

The formula for each of them follows from the basic principles of geometry. Here are the formulas for their length:

  • Short diagonal:
  • Medium diagonal:
  • Long diagonal:

Construction

building a regular octagon by folding a sheet of paper
Octagon at a given circumcircle
Octagon at a given side length, animation (The construction is very similar to that of hexadecagon at a given side length.)
straightedge and a compass, as 8 = 23, a power of two:

Meccano octagon construction.

The regular octagon can be constructed with meccano bars. Twelve bars of size 4, three bars of size 5 and two bars of size 6 are required.

Standard coordinates

The coordinates for the vertices of a regular octagon centered at the origin and with side length 2 are:

  • (±1, ±(1+8-cube projection24 rhomb dissectionRegularIsotoxal

    Coxeter affirme que tout zonogone (un polygone de dimension 2m dont les côtés opposés sont parallèles et de même longueur) peut être décomposé en m ( m -1)/2 parallélogrammes. Ceci est particulièrement vrai pour les polygones réguliers à nombre pair de côtés, auquel cas les parallélogrammes sont tous des losanges. Pour l' octogone régulier , m = 4, il peut être divisé en 6 losanges, dont un exemple est présenté ci-dessous. Cette décomposition correspond à 6 des 24 faces d'un plan de projection polygonale de Petrie du tesseract . La liste A006245 dans l' OEIS ) définit le nombre de solutions comme étant de huit, correspondant aux huit orientations de cette unique décomposition. Ces carrés et losanges sont utilisés dans les pavages d'Ammann-Beenker .

    octogone régulier disséqué
    Tesseract4 losanges et 2 carrés

Fausser

Un octogone oblique régulier vu comme les bords d'un antiprisme carré , symétrie D 4d , [2 + ,8], (2*4), ordre 16.

Un octogone oblique est un polygone oblique à huit sommets et huit côtés, mais dont les côtés ne sont pas coplanaires. L'intérieur d'un tel octogone n'est généralement pas défini. Un octogone oblique en zigzag possède des sommets alternant entre deux plans parallèles.

Un octogone oblique régulier est transitif par sommet et ses côtés ont la même longueur. En trois dimensions, il s'agit d'un octogone oblique en zigzag, que l'on retrouve aux sommets et sur les arêtes d'un antiprisme carré de même symétrie D <sub>4d</sub> , [2 + ,8], d'ordre 16.

polygones de Petrie

L'octogone oblique régulier est le polygone de Petrie pour ces polytopes réguliers et uniformes de dimension supérieure , représentés dans ces projections orthogonales obliques dans les plans de Coxeter A 7 , B 4 , et D 5 .

Un 7D 5B 4
7-simplex5 demi-cubes16 cellulesTesseract

Symétrie

Symétrie
Les onze symétries d'un octogone régulier. Les axes de symétrie sont bleus passant par les sommets, violets par les arêtes, et l'ordre de giration est indiqué au centre. La couleur des sommets correspond à leur position de symétrie.

L' octogone régulier a une symétrie Dih 8 , d'ordre 16. Il existe trois sous-groupes diédraux : Dih 4 , Dih 2 , et Dih 1 , et quatre sous-groupes cycliques : Z 8 , Z 4 , Z 2 , et Z 1 , le dernier n'impliquant aucune symétrie.

Exemples d'octogones par symétrie
r16
d8g8p8
d4g4p4
d2g2p2
a1

L'octogone régulier présente onze symétries distinctes. John Conway désigne la symétrie complète par r16 . Les symétries dièdres sont classées selon qu'elles passent par les sommets ( d pour diagonale) ou les arêtes ( p pour perpendiculaire). Les symétries cycliques de la colonne centrale sont désignées par g , en fonction de leur ordre de giration. La symétrie complète de la forme régulière est r16 et l'absence de symétrie est désignée par a1 .

Les octogones à haute symétrie les plus courants sont p8 , un octogone isogonal construit à partir de quatre miroirs dont les côtés longs et courts alternent, et d8 , un octogone isotoxal construit avec des côtés de même longueur, mais dont les sommets présentent alternativement deux angles internes différents. Ces deux formes sont duales l'une de l'autre et possèdent un ordre de symétrie deux fois inférieur à celui de l'octogone régulier.

Chaque symétrie de sous-groupe permet un ou plusieurs degrés de liberté pour les formes irrégulières. Seul le sous-groupe g8 ne possède aucun degré de liberté, mais peut être considéré comme constitué d'arêtes orientées .

Le plan octogonal du Dôme du Rocher , à Jérusalem .

La forme octogonale est un élément de design récurrent en architecture. Le Dôme du Rocher présente un plan octogonal caractéristique. La Tour des Vents à Athènes en est un autre exemple. On retrouve également ce plan dans l'architecture religieuse, notamment à la cathédrale Saint-Georges d'Addis-Abeba , à la basilique San Vitale de Ravenne, au château del Monte des Pouilles, au baptistère de Florence , à l'église Zum Friedefürsten en Allemagne et dans plusieurs églises octogonales de Norvège . La chapelle palatine carolingienne, au centre de la cathédrale d'Aix-la- Chapelle, possède un plan octogonal régulier. L'octogone est aussi utilisé comme élément de design secondaire dans les églises, à l'instar de l' abside octogonale de la cathédrale de Nidaros .

Des architectes comme John Andrews ont utilisé des plans d'étage octogonaux dans des bâtiments pour séparer fonctionnellement les zones de bureaux des services du bâtiment, comme au siège d'Intelsat à Washington ou dans Les parapluies ont souvent une forme octogonale.

Les parapluies ont souvent une forme octogonale.
  • Le célèbre motif du tapis de Boukhara intègre un motif octogonal en forme de « patte d'éléphant ».
    Le célèbre motif du tapis de Boukhara intègre un motif octogonal en forme de « patte d'éléphant ».
  • Le plan des rues et des îlots du quartier de l'Eixample à Barcelone est basé sur des octogones irréguliers.
    Le plan des rues et des îlots du quartier de l'Eixample à Barcelone est basé sur des octogones irréguliers.
  • Janggi utilise des pièces octogonales.
    Janggi utilise des pièces octogonales.
  • Les machines à loterie japonaises ont souvent une forme octogonale.
    Les machines à loterie japonaises ont souvent une forme octogonale.
  • Un panneau Stop utilisé dans les pays anglophones, ainsi que dans la plupart des pays européens.
    Un panneau Stop utilisé dans les pays anglophones , ainsi que dans la plupart des pays européens.
  • Les trigrammes du bagua taoïste sont souvent disposés de manière octogonale.
    Les trigrammes du bagua taoïste sont souvent disposés de manière octogonale.
  • Célèbre coupe octogonale en or provenant de l'épave de Belitung
    Célèbre coupe octogonale en or provenant de l' épave de Belitung
  • Les cours au Shimer College se tiennent traditionnellement autour de tables octogonales.
    Les cours au Shimer College se tiennent traditionnellement autour de tables octogonales.
  • Le labyrinthe de la cathédrale de Reims, de forme quasi-octogonale.
    Le labyrinthe de la cathédrale de Reims, de forme quasi-octogonale.
  • Le mouvement du ou des joysticks analogiques de la manette Nintendo 64, de la manette GameCube, du Nunchuk Wii et de la manette classique est limité par un cadre octogonal, permettant à l'utilisateur de viser dans les directions cardinales tout en conservant une liberté de mouvement circulaire.
    Le mouvement du ou des joysticks analogiques de la manette Nintendo 64 , de la manette GameCube , du Nunchuk Wii et de la manette classique est limité par un cadre octogonal, aidant l'utilisateur à orienter le joystick dans les directions cardinales tout en permettant une liberté de mouvement circulaire.
  • Chaise de A la Ronde, avec assises et dossiers octogonaux (ensemble de huit)
    Chaise de la marque A la Ronde , avec assises et dossiers octogonaux (lot de huit)
  • chiffres dérivés

    Le pavage carré tronqué comporte 2 octogones autour de chaque sommet.
  • Un prisme octogonal possède deux faces octogonales.
    Un prisme octogonal possède deux faces octogonales.
  • Un antiprisme octogonal possède deux faces octogonales.
    Un antiprisme octogonal possède deux faces octogonales.
  • Le cuboctaèdre tronqué comporte 6 faces octogonales.
    Le cuboctaèdre tronqué comporte 6 faces octogonales.
  • Le nid d'abeilles cubique omnitronqué
  • Polytopes apparentés

    L' octogone , en tant que carré tronqué , est le premier d'une séquence d' hypercubes tronqués :

    ...
    NomOctogoneCube tronquétesseract tronquéCube tronqué à 5 facesCube tronqué à 6 facesCube tronqué à 7 facesCube tronqué à 8 faces
    Diagramme de Coxeter
    Figure de sommet( )v( )( )v{ }( )v{3}( )v{3,3}( )v{3,3,3}( )v{3,3,3,3}( )v{3,3,3,3,3}

    En tant que carré agrandi , il est également le premier d'une séquence d'hypercubes agrandis :

    ...
    OctogoneRhombicuboctaèdretesseract runciné5 cubes stériliséspentellisé à 6 cubesHexiqué 7 cubes