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Niveau Licence Maths 1e ann
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Coniques : ellipse.

Posté par
E_McDo
18-10-09 à 19:00

Bonjour. J'ai quelques soucis concernant un exercice. Le voici.

Citation :
Soit P le plan affine euclidien muni d'un repère orthonormé (O,,). Soit l'ellipse de foyers F et F' et d'équation :

x2/a2 + y2/b2 = 1.

Soit M un point de l'ellipse distinct des sommets.

1. Calculer en fonction de c les coordonnées du vecteur :

u = vecteur(MF)/MF + vecteur(MF')/MF'.

2. Montrer que u est orthogonal à un vecteur directeur de la tangente en M à l'ellipse.

3. Comment interprétez-vous géométriquement ce résultat?


N'ayant pas de cours là-dessus, j'ai cherché dans les livres et sur Internet, mais je ne sais toujours pas la marche à suivre.
Merci d'avance.

Posté par
LeHibou
re : Coniques : ellipse. 18-10-09 à 19:05

Bonjour,

C'est quoi c ?

Paramètre ton ellipse par :
X = a.cos(t)
Y = b.sin(t)
t [0,2]
et détermine u et un vecteur tangent en M en fonction de t...

Posté par
E_McDo
re : Coniques : ellipse. 18-10-09 à 20:00

Houlà! C'est bizarre, car dans les cours je ne lis aucune utilisation de cos ou sin... N'y aurait-il pas un autre moyen?

Je crois que c = e.a mais je n'en suis pas sûre... Il n'y a pas d'autre indication dans l'énoncé.

Posté par
LeHibou
re : Coniques : ellipse. 18-10-09 à 22:48

C'est quoi e ?

Posté par
sclormu
re : Coniques : ellipse. 19-10-09 à 09:19

Yope,
c'est pas c^2=a^2-b^2 et e=c/a ?
Ici a est le demi grand axe, b le demi petit axe et e est l'excentricité.

Posté par
LeHibou
re : Coniques : ellipse. 19-10-09 à 09:34

Probablement...
Ceci dit, pour le pb lui-même, je ne vois que deux voies : paramétrique, mais ça ne plait pas à E_McDo, ou y = b(1-x²/a²), et ça ne me plait pas trop... Tu vois une troisième voie ?

Posté par
sclormu
re : Coniques : ellipse. 19-10-09 à 09:43

La comme ça, je ne vois pas sans utiliser des formules donnant F et F'. Ceci dit on peut peut-être utiliser MF+MF'=constante.

Posté par
sclormu
re : Coniques : ellipse. 19-10-09 à 09:44

Oui il doit falloir dire que la dérivée de cette quantité est nulle le long de la tangente.

Posté par
LeHibou
re : Coniques : ellipse. 19-10-09 à 09:56

Oui, mais MF et MF' sont des modules, les dérivées sont affreuses

Posté par
sclormu
re : Coniques : ellipse. 19-10-09 à 11:30

Non, le gradient de la fonction f(M)=FM+F'M est précisément le vecteur cherché.
 \nabla f (M) = \frac{1}{FM} \vec{FM} + \frac{1}{F'M} \vec{F'M}.
Le raisonnement géométrique que j'indiquais prouve que ce vecteur est orthogonal à la tangente, qui elle est facile à calculer.

Posté par
E_McDo
re : Coniques : ellipse. 19-10-09 à 19:32

e est bien l'excentricité et 0 < e < 1.

c = a.e = OF.

c² = a² - b².

Données supplémentaires:

MF + MF' = 2a.

L'équation de la tangente à l'ellipse en M0 (x0,y0) est:

xx0/a² + yy0/b² = 1 avec 0 < b < a.

Le vecteur directeur de cette tangente est [1,f'(x0)] avec

f'(x0) = -b²/a² . x0/y0.

Sclormu, que veux-tu dire par "la dérivée de cette quantité est nulle le long de la tangente" (à quoi renvoie le mot "quantité"?) et par "le raisonnement géométrique que j'indiquais"?
Désolée, ce n'est pas aussi évident pour moi (n'ayant pas fait de géométrie depuis la 1ère...).

Posté par
sclormu
re : Coniques : ellipse. 19-10-09 à 21:08

1) première solution : solution bourrine. Les coordonnées des foyers sont (\pm c,0)c=\sqrt{a^2-b^2}, tu remplaces, tu calcules, avec toutes les coordonnées un élève de 1ère sait le faire (bon, un bon élève, certes).

2) deuxième solution : il est connu que la distance f(M)=F'M+FM est constante le long de l'ellipse et égale à 2a. A partir de ça, on en déduit facilement

f(x,y) = 2a \sqrt{x^2 / a^2 + y^2 / b^2} .

En dérivant cette quantité par rapport à x, puis à y , on obtient le vecteur que tu cherches.

Si la deuxième solution te parait trop difficile, utilise la première.

Posté par
E_McDo
re : Coniques : ellipse. 19-10-09 à 22:22

Bon, je vais essayer (d'y arriver)!

Merci beaucoup!



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