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Niveau Maths sup
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Triangle equilatéral et complexes

Posté par
supergries
13-09-09 à 11:59

Bonjour à tous, j'ai un petit problème en exercice que je n'arrive pas à résoudre.
"Montrer que les trois points du plan A,B,C d'affixes respectives a,b,c, sont les sommets d'un triangle équilatéral ssi:
a²+b²+c²=ab+bc+ca"
Merci d'avance!

Posté par
perroquet
re : Triangle equilatéral et complexes 13-09-09 à 12:18

Bonjour, supergries

A,B,C sont les sommets d'un triangle équilatéral si et seulement si C est l'image de B par la rotation de centre A et d'angle  2/3 ou C est  l'image de B par la rotation de centre A et d'angle 4/3, donc si et seulement si

c-a=j(b-a)    ou     c-a=j²(b-a)     avec j=e^{2i\pi/3}

donc si et seulement si
(c-a)³=(b-a)³      et    c-a \neq b-a

Il ne reste plus qu'à montrer que:
(c-a)^3-(b-a)^3=(c-b)(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca)

Posté par
supergries
re : Triangle equilatéral et complexes 13-09-09 à 12:46

Bonjour et merci de cette réponse si rapide et si complète! par contre je n'arrive pas à comprendre pourquoi la rotation est de 2(pi)/3, si elle est centrée en A elle n'est pas de (pi)/3? Par contre j'ai bien compris la démarche à suivre, merci encore!

Posté par
perroquet
re : Triangle equilatéral et complexes 13-09-09 à 15:44

Citation :

Bonjour et merci de cette réponse si rapide et si complète! par contre je n'arrive pas à comprendre pourquoi la rotation est de 2(pi)/3, si elle est centrée en A elle n'est pas de (pi)/3? Par contre j'ai bien compris la démarche à suivre, merci encore!


Il aurait mieux valu que j'aille un peu moins vite parce que, comme tu le signales, il y a une erreur. Voici donc une solution rectifiée:

A,B,C sont les sommets d'un triangle équilatéral si et seulement si C est l'image de B par la rotation de centre A et d'angle  2/3 ou C est  l'image de B par la rotation de centre A et d'angle 4/3, donc si et seulement si

c-a=j(b-a)    ou     c-a=j²(b-a)     avec j=e^{i\pi/3}

donc si et seulement si
(c-a)³=-(b-a)³      et    c-a \neq -(b-a)

Il ne reste plus qu'à montrer que:
(c-a)^3+(b-a)^3=(c+b-2a)(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca)

En espérant que, cette fois-ci, il n'y a pas d'erreur

Posté par
supergries
re : Triangle equilatéral et complexes 13-09-09 à 17:14

Merci de votre réponse mais désolé, je ne comprends pas l'histoire de l'angle de 2/3 ou de 4/3. J'ai fait un dessin pour essayer de comprendre, mais pour moi l'angle est de pi/3 pour une rotation de B vers C. Pourriez vous m'expliquer l'histoire de l'angle svp?

Posté par
perroquet
re : Triangle equilatéral et complexes 13-09-09 à 18:35

En effet, il faut encore rectifier ...

A,B,C sont les sommets d'un triangle équilatéral si et seulement si C est l'image de B par la rotation de centre A et d'angle  /3 ou C est  l'image de B par la rotation de centre A et d'angle -/3, donc si et seulement si

c-a=j(b-a)    ou     c-a= \overline{j}(b-a)     avec  j=e^{i\pi/3}

donc si et seulement si
(c-a)³=-(b-a)³      et    c-a \neq -(b-a)

Il ne reste plus qu'à montrer que:
(c-a)^3+(b-a)^3=(c+b-2a)(a^2+b^2+c^2-ab-bc-ca)

Posté par
supergries
re : Triangle equilatéral et complexes 13-09-09 à 19:53

Ah ok, super, j'ai pigé. Merci beaucoup perroquet!!
Bonne soirée.

Ps: Super ce forum.

Posté par
esta-fette
re : Triangle equilatéral et complexes 13-09-09 à 19:59

Citation :
Bonjour à tous, j'ai un petit problème en exercice que je n'arrive pas à résoudre.
"Montrer que les trois points du plan A,B,C d'affixes respectives a,b,c, sont les sommets d'un triangle équilatéral ssi:
a²+b²+c²=ab+bc+ca"
Merci d'avance!


il en existe une autre encore plus belle; si je ne me trompe pas....

il suffit que

a+jb+j²c=0 équilatéral dans un sens et a+j²b+jc =0 dans l'autre sens.....

avec j racine cubique non réele de l'unité....

Posté par
Tomastro
re : Triangle equilatéral et complexes 09-12-09 à 18:53

Et pour étudier la réciproque? C'est amusant, j'ai le même soucis et grâce à vous j'ai enfin compris. Mais la réciproque :s Si je comprends, dans le début de la démonstration, on parle d'un triangle équilatérale direct. Pour qu'il soit indirect, il faut ...

Citation :
il suffit que

a+jb+j²c=0 équilatéral dans un sens et a+j²b+jc =0 dans l'autre sens.....

Posté par
esta-fette
re : Triangle equilatéral et complexes 09-12-09 à 20:38

bonjour:

une méthode pour démontrer ça:

dans un sens, on a:
j (GA) = GB  (pseudo-vecteurs complexes)
j GB = GC

3g= a+b+c


dans l'autre sens on remplace j par j²



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