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Niveau Licence Maths 1e ann
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géométrie affine - similitude

Posté par
Narhm
03-05-09 à 19:07

Bonjour à tous et bon dimanche !

J'ai un soucis à propos des similitudes :

Citation :
On se place dans le plan, soit deux cercles C1 et C2, comment déterminer toutes les similitudes qui envoient C1 sur C2.

Posons R1, respectivement R2, le rayon de C1, respectivement C2.
De meme, on nomme A le centre de C1 et B celui de C2.

Réponses :

Si R1=R2:
Soit f une similitude qui envoie C1 sur C2.
Le rapport de la similitude est donnée par k=R2/R1=1. Donc f est une isométrie affine.
Ensuite je n'arrive pas à déterminer clairement f...

Si R1R2:
Soit f une similitude qui envoie C1 sur C2.
Le rapport k=R2/R11, donc f n'est pas une isométrie, elle possede donc un unique point fixe O.
O vérifie alors OB=kOA, c'est à dire que O appartient au cercle de diamètre [GG'] ou G est les bary de {(A,k)(B,1)} et G' de {(A,-k)(B,1)}.
f est ainsi la similitude de rapport k et de centre O.

Merci pour votre aide.

Posté par
MatheuxMatou
re : géométrie affine - similitude 03-05-09 à 19:17

bonsoir

Tu peux les chercher sous forme complexe...

si par exemple tu cherches les similitudes directes (les isométries directes n'en sont qu'un cas particulier),

tu sais que son expression est du type z'=az+b

et comme renseignement, |a|=R2/R1 et l'image du centre est le centre de l'image

Posté par
MatheuxMatou
re : géométrie affine - similitude 03-05-09 à 19:19

cela te fait tout simplement z'=(R2/R1)exp(i)(z-1)+2

k est le centre du cercle Ck

Posté par
MatheuxMatou
re : géométrie affine - similitude 03-05-09 à 19:21

et [0;2[... absolument arbtraire.

Posté par
MatheuxMatou
re : géométrie affine - similitude 03-05-09 à 19:25

précision : tu ne cherches que les "directes" ?

Posté par
MatheuxMatou
re : géométrie affine - similitude 03-05-09 à 19:27

Si maintenant tu tiens à distinguer le cas où les rayons sont égaux... tu obtiens une isométrie positive (si tu n'examines que les "directes")... donc soit une translation (et là le vecteur est évident !) soit une rotation (et le centre doit être sur la médiatrice des centres des cercles... infinité de possibilités)

MM)

Posté par
Narhm
re : géométrie affine - similitude 03-05-09 à 19:27

Bonjour et merci pour ton aide,

Oui en fait ca pourrait se réduire à un probleme de Terminal spé math, mais je dois suivre l'évolution de mon cours.
Je m'explique, on a définit les applications affines, les isométries, les notions d'angles/mesure d'angle, puis là on en vient à définir les similitudes :
f est une similitude affine si son application linéaire associée 3$ \vec{f} est une similitude vectorielle : ie pour tout x, 3$ ||\vec{f}(x)||=k||x||.

Citation :
précision : tu ne cherches que les "directes" ?

Je pense qu'il s'agit de toutes les trouver, direct et indirect, l'énoncé ne disant rien plus.

Posté par
MatheuxMatou
re : géométrie affine - similitude 03-05-09 à 19:30

de toute façon, il suffit de trouver les directes... et les indirectes s'obtiendront par composition des directes avec une réflexion laissant C1 invariant...

Posté par
Narhm
re : géométrie affine - similitude 03-05-09 à 19:43

Donc oui je suis d'accord, soit on a un translation de vecteur C1C2, soit une rotation de centre O sur la médiatrice et d'angle (OC1,OC2).

Quelle tête peut avoir une réflexion qui laisse C1 invariant ?

Posté par
MatheuxMatou
re : géométrie affine - similitude 03-05-09 à 22:44

c'est relativement simple : c'est une réflexion dont l'axe passe par le centre !
Ce sont les seules isométrie indirectes laissant C1 invariant puisqu'elles doivent avoir un point invariant (le centre de C1), ce qui élimine l'autre famille d'isométries négatives : les symétries glissées.

et on peut démontrer que

f similitude indirecte transforme C1 en C2 f = g o s avec s réflexion laissant C1 invariant et g similitude directe transformant C1 et C2

démo :



soit s une réflexion d'axe passant par le centre de C1
g = f o s est une similitude directe transformant C1 en C2 (composée de deux indirecte et on regarde l'image de C1)
et f = f o s o s = g o s

réciproque

tout aussi évident puisque g o s est indirecte (composée d'une directe et d'une indirecte) et il est immédiat qu'elle transforme C1 en C2

voilà

MM

Posté par
Narhm
re : géométrie affine - similitude 03-05-09 à 22:59

Ah oui effectivement.
Du coup, le problème est plus simple en ne traitant que le cas des similitudes directes.

Merci beaucoup MatheuxMatou ton coup de main

Bonne soirée à toi.



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