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Niveau seconde
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Géométrie dans l'espace

Posté par
Yahiko
10-01-23 à 19:25

Bonjour

J'aimerais de l'aide sur cet exercice s'il vous plait.

On considère les points 𝐴(2; √2) , 𝐵(1; −2) , C(−√2; 1 + √2) , et 𝐷(−1 − √2; −1)
1. Calculer les longueurs AB, BD, CD et AD
2. Quel est la nature du quadrilatère ABCD, expliquer ce qu'on peut dire.
3. Dire les 2 longueurs qu'il faudrait calculer afin de pouvoir conclure . Justifier rigoureusement
4. Donner les coordonnées du centre du quadrilatère ABCD.

1)AB  =  V(1-2)² + (-2 + 2)²
AB = V1+0
AB = V1

BD = V(-1 - V2 - 1)² + ( -1 -(-2))²
BD = V(-2-V2)² + 1²
BD = 3,56 mais le prof demande une valeur précise.

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 19:46

Bonsoir

\text{AB}=\sqrt{(x_{\text{B}}-x_{\text{A}})^2+(y_{\text{B}}-y_{\text{A}})^2}


Ce n'est pas ce que vous appliquez .

Où est la géométrie dans l'espace ?

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 20:33

Désolé je me suis trompé , il s'agit de la géométrie plane.

AB = (1-2)^+(-2-2)^
AB = (1+11,66)
AB = 12,66

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 20:44

Vous avez bien dit que votre professeur voulait d'abord la valeur exacte.

Au vu de la figure, c'est indispensable.

AB=\sqrt{(1-2)^2+(-2-\sqrt{2})^2}=\sqrt{1+6+4\sqrt{2}}=\sqrt{7+4\sqrt{2}}\approx \sqrt{12,66}
 \\

Géométrie dans l\'espace

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 22:01

BD = (-1-2-1)^+(-1-(-2))^
BD = (-2-2)^+1^
BD = 6+42+1


CD = (-1-2-(-2))^+(-1-1+2)^
CD = -3-2+6-42


AD = (-1-2-2)^+(-1-2)^
AD = 11+62+3+22

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 22:14

CD = 11+62+68-482

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 22:30

Il faudrait mettre des parenthèses et simplifier. Là, c'est peu compréhensible

 BD=\sqrt{7+4\sqrt{2}} ce n'est vraiment pas ce que l'on a l'impression de lire.

CD=\sqrt{(-1-\sqrt{2}+\sqrt{2})^2+(-1-1-\sqrt{2})^2}=\sqrt{1+(2+\sqrt{2})^2}=\sqrt{7+4\sqrt{2}}


Revoir AD

 AD=\sqrt{(-3-\sqrt{2})^2+(-1-\sqrt{2})^2}= \sqrt{(3+2\sqrt{2})^2+(1+\sqrt{2})^2}

edit : formule régénérée

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 22:33

 AD=\sqrt{(-3-\sqrt{2})^2+ (-1-\sqrt{2})^2} =\sqrt{(3+2\sqrt{2})^2+(1+\sqrt{2})^2} \\


Latex ne fonctionne plus

edit ; formule régénérée

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 22:38

AD = (17+122+3+22
AD = 20+152

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 22:43

 AD=\sqrt{(-3-\sqrt{2})^2+(-1-\sqrt{2})^2} =\sqrt{(3+2\sqrt{2})^2+(1+\sqrt{2})^2}

Ce n'est pas ce que je trouve

edit : formule régénérée

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 22:58

AD = (-3-2)^+(-1-2)^
AD = 11+62+3+22
AD = 5,03

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 23:05

Oui, mais toujours valeur exacte avant

 14+8 \sqrt{2}

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 23:07

Pour le carré de AD

 AD=\sqrt{14+8\sqrt{2}}

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 23:08

AD = (3+22)^+(1+2)^
AD = 17+122+3+22
AD = 6,1

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 23:10

AD = 20+142

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 10-01-23 à 23:16

Je vous avais écrit que j'étais d'accord pour \sqrt{14+8\sqrt{2}}

(3+\sqrt{2})^2=9+2+2\times 3\times \sqrt{2}=11+6\sqrt{2}


(1+\sqrt{2})^2=1+2+2\times 1\times \sqrt{2}=3+2\sqrt{2}

Cela donne bien pour le carré 14+8\sqrt{2}

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 11:19

Bonjour
ABCD n'est pas un carré, c'est un polygone croisé.

Géométrie dans l\'espace
ABDC oui.
on nomme les sommets en suivant le parcours des cotés
pas "en vrac"
et d'ailleurs on ne l'a toujours pas prouvé ...

AB, BD, CD et AD ne prouve pas tout (on ne peut prouver ci dessus que uniquement : le triangle ABD est rectangle isocèle en B)

d'ailleurs :

Citation :
3. Dire les 2 longueurs qu'il faudrait calculer afin de pouvoir conclure . Justifier rigoureusement

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 13:46

Je n'ai toujours pas vu la notion de polygone croisé en classe , de plus dans la consigne il est écrit "Quel est la nature du quadrilatère ABCD, expliquer ce qu'on peut dire" donc une figure à 4 cotés mais revanche le polygone croisé en possède 6.

Si on calcule AC = (-2-2)^+(1+2-2)^
AC = 6+42+1
AC = 7+42

On sait maintenant que les 4 cotés (AB , BD , AD et AC )ont la meme longueur .

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 14:11

AB , BD , AD et AC Non justement...

et le polygone croisé possède bien 4 côtés AB, BC, CD et DA (dans l'ordre du nommage !!)
AC et BD en sont les diagonales
sans doute une erreur d'inattention du prof quand il a nommé ses sommets...

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 14:15

Non, le quadrilatère croisé a toujours 4 côtés AB, BC, CD, DA

On peut montrer que le triangle ABD est rectangle.

Était-ce bien ABCD  ? ou est-ce ABDC ?

Après, je ne sais plus.

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 14:31

Il s'agit de ABCD car dans la deuxième question il est écrit ABCD

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 14:35

Si on prend le quadrilatère ABCD , on pourra dire que ses diagonales (AC et BD) ont la meme longueur donc le quadrilatère est un parrallélogramme.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 14:46

on ne peut pas dire grand chose avec l'énoncé tel qu'il est : il faudrait faire plusieurs corrections

en tout cas si on répond littéralement aux questions posées telles qu'elles sont :
1) (faite au final correctement)

AB = BD =  CD = \sqrt{7+4\sqrt{2}} \\ AD =\sqrt{14+8\sqrt{2}}

2) le quadrilatère ABCD a ses cotés BC et AD qui se croisent
ce n'est donc ... rien du tout (un quadrilatère croisé)
par contre il semble (= conjecture) que ABDC soit un carré
on a trouvé ses cotés AB, BD et CD égaux ...bof
on ne peut rien dire de plus question 2

3) en calculant le 4ème coté AC on pourrait montrer que ABDC est un losange (4 côtés égaux)
et en calculant l'autre diagonale BC on pourrait montrer que c'est un carré (un losange avec deux diagonales égales est un carré)
(dans l'esprit de la question telle qu'elle est posée)

on peut faire autrement si on ne suit pas les questions telles qu'elles sont ;
il suffit juste de calculer le 4ème côté, et de prouver l'angle droit en B (fait le 10-01-23 à 23:16 en fait cet angle droit)

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 14:48

Comment puis-je justifier pour montrer que le quadrilatère ABDC est un polygone croisé ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 14:52

non
c'est ABCD qui est croisé

ABDC est un carré point barre

 erreurs dans l'énoncé !! 

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 16:01

3) Il faut calculer les longueurs BC et DA?

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 16:02

Et ils ont la même coordonnées

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 16:07

DA et AD c'est pareil (en longueurs).

il faut calculer BC et AC

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 16:09

Je me suis trompé sur la réponse précédente donc  AC et BD  ? Ils ont la meme longueur

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 16:13

BD et AD ont déja été calculés question 1 !
question 3, il faut calculer les deux qui restent à savoir AC et BC

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 16:14

BC = (-2-1)^+(1+2-(-2)^
BC= 3+22+11+62
BC=14+82

AC = (-2-2)^+(1+2-2)^
AC=6+42+1
AC=7+42

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 16:21

oui
donc au final avec ceux de la question 1 on a pour le quadrilatère ABDC
(j'insiste sur l'erreur d'énoncé : on ne peut rien dire de ABCD,
à part qu'il est croisé)

les côtés AB = BD = CD = AC = (7+42 ) (parenthèses obligatoires pour dire que tout est sous le premier radical)
diagonales AD = BC = (14+82 )

et maintenant on peut conclure sur la nature de ABDC...
edit : erreur sur les noms (pff)

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 16:41

On peut en conclure que ABDC est un parrallélogramme car AD et BC se coupent en leur milieu.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 16:53

???? où as tu calculé cette intersection pour affirmer que c'est exactement en leur milieu ?

non
on peut conclure que ce quadrilatère a ses 4 cotés égaux un point c'est tout
c'est donc un ??

et de plus ses diagonales sont égales et donc on peut préciser d'avantage.

rappel sur les différentes sortes de quadrilatères et leur "hiérarchie"
Géométrie dans l\'espace
(exemple un rectangle est une sorte de parallélogramme avec des conditions en plus
un carré est une sorte de ... etc )
plus on "monte" dans la hiérarchie et plus on ajoute de conditions

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 17:01

un carré

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 17:05

un quadrilatère qui a ses 4 côtés égaux est un losange
(donc un parallélogramme)

un carré est une sorte de losange
il a en plus ses deux diagonales égales (comme un rectangle)

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 17:25

D'accord .

4) Milieu de AD  (2+(-1-2)/2
                                     (2+(-1))/2
M(1-2)/2 ; (-1+2)/2


Milieu de BC        (1+(-2))/2
                                     (-2+1+2)/2
M(1-2)/2 ; (-1+2)/2

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 17:30

Oui,
question 4 on ne demande pas de vérifier que c'est le même point
calculer un seul des milieux suffit.

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 11-01-23 à 17:37

Merci beaucoup à vous deux .

Bonne journée.

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 12-01-23 à 17:25

Bonjour,
Effectivement pour la question 2 le professeur s'était bien trompé et il s'agissait du quadrilatère ABDC.

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 12-01-23 à 17:47

Bonjour

On ne peut pas dire grand-chose d'un quadrilatère croisé, il était manifeste qu'il y avait une erreur.

Vous avez tout ce qu'il faut pour résoudre le bon problème, sinon posez les questions.

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 12-01-23 à 18:55

Je vous avoue que je suis assez perdue  dû aux nombreux confusions notamment la question deux et trois.
ABDC est bien un carré ? Pourtant trois sont égaux

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 12-01-23 à 18:55

Cote**

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 12-01-23 à 19:16

à la question 2
ABCD est croisé terminé (figure approchée)
ABDC : on ne peut rien conclure de complet
une figure (approchée) permet de penser (conjecturer) que ce serait peut être un carré
mais on a "à priori" ça :
Géométrie dans l\'espace
C pourrait être n'importe où sur le cercle de centre D et de rayon \sqrt{7+4\sqrt{2}} car AC est inconnu à cette question

c'est seulement à la question 3 en calculant les deux autres distances que l'on peut conclure
(car l'énoncé demande deux autres distances, sinon on peut aussi faire autre chose pour compléter à la place, par exemple avec Pythagore etc )

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 12-01-23 à 19:54

Donc pour la question 2 , le quadrilatère ABDC semble être  un carré car AB = BD = CD .

Et pour la question 3 , les deux longueurs à calculer sont AC et BD .
AC  = (7+42)
BC= (14+82)

On en conclu que le quadrilatère ABDC est un losange car tous ses côtés sont égaux et ses diagonales sont aussi égaux .

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 12-01-23 à 20:03

non
AB= BD=CD ne permet de rien dire du tout
voir ma figure précédente dans laquelle ce n'est aucun quadrilatère "de sorte connue"

c'est la figure approchée (à partir de valeurs approchées des coordonnées en 2) uniquement qui permet de supposer (conjecturer) ça.
sur l'ensemble des conditions pour que ce soit un carré on a deux égalités (3 côtés égaux), mais ça ne suffit pas du tout, on ne peut rien dire ni du 4ème ni des angles

3) révise les différences entre un losange et un carré ...
un losange en général n'a pas ses diagonales égales.
(voir ma "hiérarchie" des quadrilatères)

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 12-01-23 à 20:22

Mais d'après les calculs : AB = BD=CD=AC et ce sont des côtés du quadrilatère

Et AD=BC et ce sont des diagonales….

Donc la nature est un parallélogramme ?

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 12-01-23 à 20:53

Il faut revoir les définitions du parallélogramme

les côtés opposés égaux deux à deux

Posté par
Yahiko
re : Géométrie dans l'espace 12-01-23 à 21:01

Donc cette figure n'a pas de nom précis ?

Posté par
hekla
re : Géométrie dans l'espace 12-01-23 à 21:06

Le nom du quadrilatère non croisé ayant des côtés opposés deux à deux de même longueur est parallélogramme.

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