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MathTCG
#084 / 200•Foundations•MathTCG #084 / 500•★Commune•△Géométrie•Théorème

Formule d'Euler des polyèdres

Période historique : 1752 (Leonhard Euler)

L'invariant topologique universel des solides convexes : Sommets - Arêtes + Faces = 2.

Contenu & Formulation mathématique

Hypothèses nécessaires
Polyèdre simplement connexe sans trous (caractéristique d'Euler de la sphère).
Énoncé formel
Tout polyèdre homéomorphe à la sphère vérifie la relation S - A + F = 2.
S−A+F=2(χ=2 pour la spheˋre S2)S - A + F = 2 \quad (\chi = 2 \text{ pour la sphère } S^2)

Genèse & Portée historique

Découverte par Euler et anticipée par Descartes, cette relation topologique spectaculaire stipule que pour tout polyèdre convexe tridimensionnel (tétraèdre, cube, dodécaèdre...), la somme du nombre de sommets S et de faces F surpasse le nombre d'arêtes A d'exactement 2. Elle donna naissance à la caractéristique d'Euler-Poincaré.

Euler l'énonça dans une lettre à son ami Christian Goldbach en 1750, mais Cauchy en donna en 1811 une démonstration élégante en projetant le polyèdre dans le plan et en retirant les faces une à une.

« Quel que soit le nombre de facettes taillées sur une pierre convexe, la signature topologique reste immuable. »

Filiations & Relations conceptuelles (3)

Objet de collection MathTCG

#084
★Commune
△

Formule d'Euler des polyèdres

Géométrie•THÉORÈME

Hypothèses : Polyèdre simplement connexe sans trous (caractéristique d'Euler de la sphère).

S−A+F=2(χ=2 pour la spheˋre S2)S - A + F = 2 \quad (\chi = 2 \text{ pour la sphère } S^2)
1752 (Leonhard Euler)

Dans l'édition physique et numérique de MathTCG, cette carte appartient à l'extension Foundations.

Extension : Foundations (#084 / 200)
Numéro global MathTCG : MathTCG #084 / 500
Rareté officielle : Commune (★)
Domaine théorique : Géométrie
Identifiant pérenne : formule-d-euler-des-polyedres