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Barycentre, ensembles de points.

Posté par
Linkou62
29-03-08 à 16:53

Bonjour !

J'aurais besoin d'un petit coup de pouce sur un exo sur le barycentre.
Voila, on a un triangle ABC équilatéral, de côté 2
Soit G barycentre de (A;-1)(B;2)(C;2).

Tout d'abord, il s'agit de construire G.
En utilisant une forme réduite en A, j'obtiens l'égalité vectorielle:
AG = 2/3 AB + 2/3 BC    (le tout en vecteurs)

Jusque là, c'est ok, mais ensuite, il faut prouver que les droites (GC) et (AC) sont perpendiculaires. Il faudrait donc prouver que GC.AC = 0 (encore en vecteurs).
Cependant, j'ai beau décomposer ces vecteurs à l'aide de la relation de Chasles, je tourne en rond !

Pour la suite de l'exo, j'ai encore quelques problèmes je les posterai une fois celui-ci résolu.

Merci de me donner un peu d'aide ! J'aimerais par exemple savoir s'il faut bien partir du produit scalaire nul, puis décomposer avec Chasles. Si oui, on est censé arriver à quelle égalité ? Celle du barycentre ?
Apportez moi vos lumières

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:04

Bonjour,

ta construction est fausse parce que ta relation vectorielle l'est aussi

En effet on n'a pas AG=2/3 AB + 2/3 BC sinon AG=2/3 AC d'après Chasles, mais G n'est pas aligné avec A et C.

Le mieux est d'utiliser un barycentre partiel, celui I de (B,2);(C,2), qui est le milieu de [BC].

Alors par associativité, G est le barycentre de (A;-1);(I;4).

D'où -GA+4GI=0 d'où par Chasles:

3GA+4AI=0.

Ainsi: AG=4/3AI.

Pour le produit scalaire, décompose GC en GA+AC puis pour GA.AC projette C sur (AG) en utilisant le fait que ABC est isocèle en A.

Posté par
Linkou62
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:06

Oups, au temps pour moi, faute de frappe. Pour ma relation j'ai plutôt:
AG = 2/3 AB + 2/3 AC

Je vais voir pour la projection, merci !

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:08

Pense aussi à la fin que, ABC étant équilatéral, on a AI=AC.\fr{\sqrt 3}4

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:08

OK, ça c'est juste!

Posté par
Linkou62
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:16

Je bloque au niveau de la projection, je ne comprends pas vraiment ce qu'il faut faire par la suite.

J'ai procédé de la sorte:

GC.AC = (GA + AC).AC = GA.AC + AC²    (vecteurs)
La projection de C sur AG me donne le barycentre I que vous avez utilisé pour la construction de G.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:18

Exact, donc quel est le projeté du vecteur AC sur (AG)?
J'ai appelé I le milieu de [BC].

Posté par
Linkou62
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:26

Le projeté du vecteur AC sur (AG) est AI, qui a pour valeur AC*(rac3)/4

En passant, le triangle équilatéral ABC a pour côté 2rac3 et non pas 2 (la racine n'est apparemment pas passée avec les balise.

Revenons au produit scalaire:

GA.AC + AC²

On connait AC² = (2rac3)²  si je ne me trompe pas
J'ai encore du mal a comprendre pour le produit scalaire GA.AC ! Désolé !!

Posté par
Linkou62
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:29

GA.AC revient à calculer AI * AG.
On connait AI car on travaille dans un triangle équilatéral. Mais qu'en est-il de AG?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:31

GA.AC=GA.AI en vecteurs d'accord?Les vecteurs GA et AI sont de sens contraires.

Donc en longueurs (donc sans les flèches), tout ceci vaut -AG.AI.

Tu suis?

Posté par
Linkou62
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:32

oui, jusque là c'est bon

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:32

La longueur AG vaut 4/3 AI (en longueur) car AB+AC=2AI donc AG=2/3(AB+AC)=4/3 AI (en vecteurs).

Posté par
Linkou62
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:33

oui, je comprends. Je n'avais pas cette égalité car je n'ai pas construis G à l'aide de l'associativité ! Je crois pouvoir faire la suite ! merci

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:35

Ok, parfait!

Avec plaisir

Posté par
Linkou62
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:43

Oups! Un léger problème, je me permet de faire une remarque.

La hauteur/mediatrice/medianne/bissectrice d'un triangle équilatérale, ayant pour côté a ne serait-elle pas égale à (rac3/2) * a
Vous avez écrit, AI = (rac3/4) * AC

S'il n'y a pas d'erreur, je n'ai malheureusement pas compris :p

Posté par
Linkou62
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:51

Je poursuis le raisonnement en supposant qu'il y a bien erreur:

GA.AC (en vecteurs) revient à calculer -GA*AI par projection.

or, AG = 4/3 AI

avec AI = rac3/2 * a = rac3/2 * 2rac3 = 3
donc AG = 4.
<=> -AG.AI = -12.

Revenons en au premier produit scalaire, on devait avoir:

GC.AC (vecteurs)
(GA + AC).AC (vecteurs)
GA.AC + AC²
soit -12 + (2rac3)² = -12 + 12 = 0

conclusion: GC.AC = 0, donc les droites (GC) et (AC) sont perpendiculaires !!

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:52

C'est moi qui ai fait une erreur, tout-à-fait!

Ta formule est juste, désolé pour la petite frayeur!

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:53

Posts croisés!

Ta solution est parfaite!

Posté par
Linkou62
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:56

dans ce cas, merci beaucoup pour ton aide !
J'avais vraiment quelques problèmes avec tout ce qui est projection, ça à l'air d'aller mieux !! Encore merci

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 17:57

PAs de quoi, heureux d'avoir pu t'aider!

Posté par
Linkou62
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 18:39

Re bonjour, je suis à la fin de l'exo, dernière question.

On a un ensemble D des points M du plan tels que:
(-MA + 2MB +2MC).CG = 12   (vecteurs)

a) montrer que M € D <=> GM.CG = -4 (vecteurs) --> j'ai réussi.
b) vérifier que A est un point de D --> j'ai réussi (en projetant )
c) En déduire que M € D <=> AM.CG = 0 (vecteurs)
Identifier D et le tracer.

Pour la c) je bloque au niveau du produit scalaire à retrouver quand M € D. Que faire?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 18:50

a) et b) -> Bravo!



c) 4$M\in D\Longleftrightarrow \vec{GM}.\vec{CG}=-4\Longleftrightarrow \vec{GA}.\vec{CG}+\vec{AM}.\vec{CG}=-4\Longleftrightarrow \vec{AM}.\vec{CG}=0 puisque 4$\vec{GA}.\vec{CG}=-4

Posté par
Linkou62
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 18:55

Alala ! J'en étais arrivé à cette écriture, mais j'ai pas vu ce qu'il fallait voir... encore merci.
L'ensemble D est AM.CG = 0 ce qui signifie que (GM) est perpendiculaire a (CG), donc l'ensemble D est en fait la droite perpendiculaire a (CG) passant par le point A !

Promis la prochaine fois, j'apprends à me servir du LaTeX !

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Barycentre, ensembles de points. 29-03-08 à 19:13

Citation :
ce qui signifie que (GM) est perpendiculaire a (CG),


-> que (AM) est perpendiculaire à (CG) plutôt

Mais ce n'est qu'une erreur de frappe je présume!
Ta conclusion est juste!

Pour le Latex, c'est plus joli mais je ne m'en sers pas toujours, c'est un peu long parfois (pour les vecteurs par exemple!)



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