NOMBRES – Curiosités, Théorie et Usages

 

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Sommaire de cette page

>>> Farey & cercles de Ford

 

 

 

 

 

 

Suites de FAREY

et Cercle de Ford

 

Biographies

 Lester Ford (1886-1967), mathématicien américain.
Rédacteur en chef de l'American Mathematical Monthly.
1938: Cercles de Ford
Son fils Lester Junior (1927-2017) est également mathématicien. 

John Faret (1766-1826), géologue anglais.
Conjecture la suite qui porte son nom.

 

Une idée des cercles de Ford

Source image: Ford Circle

 Exemple de ces fractions

https://sxcole.files.wordpress.com/2015/06/farey_sequences.png

 

 

Farey & cercles de Ford

 

Principe du tracé

Avec les fractions de Farey,  on peut obtenir une figure bien étrange, symétrique et de caractère fractal.

On dessine les cercles de caractéristiques suivantes =>

 

Fraction:

p / q

X centre:

p / q

Y centre:

1 / 2q²

Rayon:

1 / 2q²

 

 

 

Cercles de Lester R. Ford (1938)

 

 Propriétés

 

 

 

 

 

Les cercles ne se coupent jamais.

Ils sont tangents les uns à d'autres. Ceci s'explique par la propriété: a/c, b/d et nouvelle fraction intermédiaire (a+b) / (c+d).

En augmentant l'ordre de la suite de Farey d'autres cercles s'intercalent ceci, jusqu'à l'infini.

Les points de tangence représentent toutes les fractions possibles, soit tous les nombres rationnels.

 

Note

 

 

Quand on pense que ces points de tangence, en nombre infini, ne couvrent pas tous les points de la droite. Il y encore de l'espace pour une infinité de nombres irrationnels dans les interstices. Chaque cercle est tangent à une infinité de cercles.

 

 

Illustration

Ordre 7 de 1/2 à 1

 

 

Vue artistique

avec tracé du symétrique vers le bas

 

 

 

Démonstration de la tangence 

Soit deux fractions de Farey

p/q et P/Q

Si les deux cercles sont de Farey/Ford, ils sont tangents.

On suppose qu'ils sont tangents et on montre que les deux fractions sont deux fractions successives de Farey. 

Horizontal

Vertical

Oblique (R + r)

Pythagore

Calculs

Bilan

Cercle de Farey

On retrouve la propriété des fractions successives de Farey

Merci à Vincent Lesbros

 

 

 

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Sites

*           Cercle de Ford – Wikipédia

*           Approximation des nombres irrationnels par des nombres rationnels. Suites de Farey, cercles de Ford, inégalités de Dirichlet, Hurwitz et Liouville.

*           Ford touching circles – Cut The Knot

*         Ford Circle – Wolfram MathWorld

*         The Farey-Ford tessellation and circle packing – University of Southern California – Voir les animations

*         Ford Circles – Jason Davies – Voir le zoom fractal

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http://villemin.gerard.free.fr/Wwwgvmm/Suite/SuiFareF.htm