Botafogo

4.6 Application: le billard

Dans une partie de billard, on souhaite frapper la boule blanche pour atteindre la boule noire , en faisant un rebond sur la bande (droite ). Quel est point de contact de la bande faut-il viser avec pour garantir que percutera après un rebond en ?

On sait que pour un rayon lumineux réfléchi sur la surface d’un miroir, l’angle d’incidence (avant le “rebond”) est le même que l’angle de réflexion (après le “rebond”). La même loi s’applique à la boule blanche lors de son contact avec la bande. Ceci implique que pour des positions données de et , on trouve le point de contact en procédant comme suit:

  • On cherche la réflexion du point par la bande; on appelle ce point .
  • On intersecte la droite avec la bande , pour obtenir le point de contact .

Dans une situation concrète, la bande définit une réflexion , et le réfléchi de se calcule avec .

Exemple 4.31.
Supposons que la bande a pour équation , que la boule blanche est , et que la boule noire est . On peut vérifier (comment?) que et sont les deux du même côté de la bande. Calculons la position du point de contact .
On a calculé, dans la section précédente, que la réflexion d’axe est donnée par Donc Ainsi, la droite est dirigée par . Donc est la droite affine contenant tous les vecteurs de la forme . Le seul point de cette droite qui intersecte l’axe est celui pour lequel satisfait Ainsi, .

On peut ensuite généraliser à deux bandes: comment atteindre la noire avec la blanche, en faisant deux rebonds sur des bandes, puis :

Polycopié rédigé par Mathieu Huruguen, Sacha Friedli. Sauf indication contraire, le contenu de ce document est soumis à une licence Creative Commons internationale, Attribution - Utilisation non commerciale - Partage dans les mêmes conditions 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0).

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