Des boules dans le plan


Robert Ferréol

Une boule sphérique, c’est l’ensemble des points dont la distance à un centre est inférieure à une constante. Les mathématiciens, toujours en recherche de généralisation, acceptent cette définition d’une boule… dans n’importe quel espace, muni d’une « distance » quelconque.

Dans le plan, une boule est l’ensemble des points dont la distance (au sens de la distance euclidienne usuelle) à un centre donné est inférieure ou égale à une constante. Cette boule « habituelle » n’est en fait pas vraiment une « boule » au sens où l’entend un amateur de jeu provençal, un joueur de pétanque ou un champion de raffa-volo, mais un disque. En outre, les boules pour des distances quelconques peuvent avoir des formes bien plus saugrenues (l’article « Des distances parfois étonnantes » en atteste grandement). Mais restons dans le plan usuel et intéressons-nous ici à des distances issues d’une « norme » (voir encadré), la distance d’un point A à un point B du plan étant définie comme la norme du vecteur

 

Qu’est-ce qu’une norme ?

Une norme N sur un espace vectoriel E est une application à valeurs dans ℝ+ vérifiant les trois propriétés suivantes pour tous vecteurs v et w de E et tout nombre réel λ :

N(v) = 0 si, et seulement si, v = 0,

N(λv) = |λ| N(v),

N(v + w) ≤ N(v) + N(w) (inégalité triangulaire).

Une norme induit une distance d sur tout espace affine associé à E, définie par Lire la suite