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Barycentre et produit scalaire

Posté par
matheux14
25-09-20 à 19:08

Bonjour ,

Merci d'avance.

ABC est un triangle rectangle isocèle en A de sens indirect tels que AB=a\sqrt{2} , a>0.

1) Construire G=bar {(A, -1) ; (B, 1) ; (C , 1)}

2) On considère l'application f du plan P dans le plan P définie par : f(M)=\vec{MB}.\vec{MG}+\vec{MA}.\vec{MC}-MA²

a-) Démontrer que : \forall M \in P , on a : f(M)=MG²+f(G).

b-) Déterminer la nature du quadrilatère ABGC.

c-) En déduire que : \forall M \in P , f(M)=MG²-2a²

d-) Déterminer et construire la ligne de niveau 2a² de f.

On la notera (C).

3) On désigne par (Γ) l'ensemble des points M vérifiant Mes(\vec{MC} ; \vec{MB})=\dfrac{\pi}{2}

a-) Vérifier que G \in (Γ).

b-) Construire (Γ).

Réponses

1-) G=bar {( A , -1) ; ( B , 1) ; (C, 1) }

Donc \vec{BG}=-\vec{BA}+\vec{BC}

\vec{BG}=\vec{AC}.

Figure : Barycentre et produit scalaire

2-a) Je n'y arrive pas ..

Je crois qu'il y a une erreur vu la question 3)..

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 19:24

bonjour,

faut il vraiment te donner l'idée de tout décomposer via G ?
ce devrait être un réflexe à ce niveau...

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 21:25

La question 3-a) Je n'y arrive pas ..

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 21:36

il y a une erreur de signe dans l'énoncé de la 3 tel qu'il est ici.

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 21:38

Ah ok ,

Merci

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 21:39

... ou au départ dans "de sens indirect"

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 21:40

Oui , j'ai vérifié et revérifié ..

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 21:43

un "moins" à moité effacé dans l'original ?

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 21:49

Les photos sont interdites en plein forum..

Sinon je vous aurais envoyé une photo de l'énoncé..

Maintenant que je suis rassuré que c'est une erreur de la part de l'énoncé ,

Faudra construire G tel que \vec{GA}.\vec{GC}=0 puisque f(M)=MG²+[\vec{GA}.\vec{GC}-GA².

GA=a√2..

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 22:04

Çà marche si ABC est direct.

Barycentre et produit scalaire

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 22:05

Et rectangle isocèle en B.

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 22:10

Erratum !

Ça marche si ABC est rectangle isocèle en B et indirect.

D'où l'énoncé est faisable si :

Citation :
ABC est un triangle rectangle isocèle en B de sens indirect tels que AB=a\sqrt{2} , a>0.

1) Construire G=bar {(A, -1) ; (B, 1) ; (C , 1)}

2) On considère l'application f du plan P dans le plan P définie par : f(M)=\vec{MB}.\vec{MG}+\vec{MA}.\vec{MC}-MA²

a-) Démontrer que : \forall M \in P , on a : f(M)=MG²+f(G).

b-) Déterminer la nature du quadrilatère ABGC.

c-) En déduire que : \forall M \in P , f(M)=MG²-2a²

d-) Déterminer et construire la ligne de niveau 2a² de f.

On la notera (C).

3) On désigne par (Γ) l'ensemble des points M vérifiant Mes(\vec{MC} ; \vec{MB})=\dfrac{\pi}{2}

a-) Vérifier que G \in (Γ).

b-) Construire (Γ).

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 22:19

faut pas tout mélanger non plus ...
tu bloques dans la 2a ?? ou la 3 ??
(2a : je t'ai donné une piste, la suivre)


Faudra construire G tel que ..
???
non.
G a été déja construit comme barycentre dans la question 1. point barre.
la 2a n'utilise que des développements vectoriels à partir de la définition de G comme barycentre.

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 22:27

Ah oui

Je bloque à la 3-a)

2-a)je trouve f(M)=MG²+\vec{GA}.\vec{GC}-GA²

Il faudrait que \vec{GA}.\vec{GC}=0..

Ce qui coïncide avec le pb à la question 3) non ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 22:37

"si ABC est rectangle isocèle en B"
non.
avec un tel triangle G n'est pas là où tu l'as mis.
la définition de G implique ce que tu as déterminé correctement \vec{BG} = \vec{AC}
quelle que soit la forme du triangle et son orientation.

et pour que "ça marche" question 3, il est donc nécessaire que ABC soit rectangle en A
le seul et unique problème est le sens du triangle direct ou indirect par rapport au signe de l'angle demandé question 3

et l'orientation du triangle n'a aucune espèce d'importance dans la question 2
ni même sa forme (rectangle isocèle ou pas, ni même rectangle) !!!
je répète :

Citation :
tout décomposer via G

la 2a n'utilise que des développements vectoriels à partir de la définition de G comme barycentre.

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 22:50

Oui ,

2-a) C'est ce que j'ai fait :

Citation :

2-a)je trouve f(M)=MG²+\vec{GA}.\vec{GC}-GA²

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 23:11

illustration question 2a avec un triangle absolument quelconque :

Barycentre et produit scalaire
(cette figure dynamique sur Geogebra : , A, B, C, M déplaçables)

la question 3 (ensemble ) n'a rien à voir avec la question 2 (ensemble (C))
"calculs" (hum) totalement indépendants qui n'utilisent que exclusivement la nature de ABGC. (qui elle même n'utilise que la conclusion de la 1 \vec{BG}=\vec{AC} et rien d'autre.)

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 23:33

2-a) f(M)=(\vec{MG}+\vec{GB}).\vec{MG}+(\vec{MG}+\vec{GA}).(\vec{MG}+\vec{GC})-(\vec{MG}+\vec{GA})²

f(M)=MG²+\vec{MG}.(\vec{GB}-\vec{GA}+\vec{GC})+\vec{GA}.\vec{GC}-GA²

Or G=bar {(A, -1) ; (B ,1) ; (C, 1)}

\vec{GC}+\vec{GB}-\vec{GA}=\vec{0}

Donc f(M)=MG²+\vec{GA}.\vec{GC}-GA²

Or f(G)=\vec{GB}.\vec{GG}+\vec{GA}.\vec{GC}-GA²

f(G)=\vec{GA}.\vec{GC}-A²

D'où f(M)=MG²+f(G).

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 23:34

2a, OK

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 23:48

2-b) ABC est un triangle rectangle isocèle en A de sens indirect , on a  G=bar {( A , -1) ; ( B , 1) ; (C, 1) }

Donc \vec{BG}=\vec{AC}

D'où ABGC est un carré de sens indirect.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 25-09-20 à 23:57

il est inutile dans la 2b de refaire la 1

ABC est un triangle rectangle isocèle en A de sens indirect , on a G=bar {( A , -1) ; ( B , 1) ; (C, 1) }

Donc

on sait de la question 1 que \vec{BG}=\vec{AC}
D'où ABGC est un carré de sens indirect.
OK

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 26-09-20 à 09:14

2-c) On sait que f(M)=MG²+f(G)

On a f(G)=\vec{GA}.\vec{GC}-GA²

ABGC est un un carré de sens indirect.

GA étant une diagonale de ABGC.

On en déduit que GA=a\sqrt{2}×\sqrt{2}=2a

Donc f(M)=MG²+\vec{GA}.\vec{GC}-2a²

J'ai un \vec{GA}.\vec{GC} à annuler mais qui ne veut pas vraiment s'annuler..

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 26-09-20 à 09:49

ABGC est un carré !!

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 26-09-20 à 11:51

Barycentre et produit scalaire

Mes(\vec{GA}.\vec{GC})=\dfrac{\pi}{4}

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 26-09-20 à 12:38

Mes(\vec{GA} ; \vec{GC})=\dfrac{\pi}{4}

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 11:39

pourquoi s'intéresser à Mes(\vec{GA} ; \vec{GC}) alors que l'énoncé est

Citation :
3) On désigne par (Γ) l'ensemble des points M vérifiant Mes(\vec{MC} ; \vec{MB})=\dfrac{\pi}{2}
??

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 16:44

On est à la question 2-c) En déduire que : \forall M \in P , f(M)=MG²-2a²

matheux14 @ 26-09-2020 à 09:14

2-c) On sait que f(M)=MG²+f(G)

On a f(G)=\vec{GA}.\vec{GC}-GA²

ABGC est un un carré de sens indirect.

GA étant une diagonale de ABGC.

On en déduit que GA=a\sqrt{2}×\sqrt{2}=2a

Donc f(M)=MG²+\vec{GA}.\vec{GC}-2a²

J'ai un \vec{GA}.\vec{GC} à annuler mais qui ne veut pas vraiment s'annuler..

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 16:50

matheux14 @ 26-09-2020 à 09:14

2-c) On sait que f(M)=MG²+f(G)

On a f(G)=\vec{GA}.\vec{GC}-GA²

ABGC est un un carré de sens indirect.

GA étant une diagonale de ABGC.

On en déduit que GA=a\sqrt{2}×\sqrt{2}=2a

Donc f(M)=MG²+\vec{GA}.\vec{GC}-4a²

Posté par
malou Webmaster
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 16:59

Bonjour
dépannage en attendant que mathafou revienne

si je lis ta méthode, mais ce n'est pas la seule,...que vaut (2a)² ? donc question à revoir

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 17:16

Oui , j'ai corrigé à 16:50

Il doit avoir encore une erreur à ce niveau là.

Posté par
malou Webmaster
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 17:24

Je ne le pense pas. J'ai fait le calcul sans regarder ce que tu avais fait et je trouve bien comme l'énoncé. Donc poursuis...ce n'est manifestement pas fini. Prends l'habitude de boucler complètement tes questions avant de crier au secours.

edit > mathafou, je viens de voir que tu étais connecté, bien sûr je te rends la main

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 18:08

f(M)=MG² + \vec{GA}.\vec{GC}-4a²

f(M)=MG² + GA×GC×cos(\vec{GA};\vec{GC})-4a²

f(M)=MG² + GA×GC×cos(\dfrac{\pi}{4})-4a²

f(M)=MG² +2a × a\sqrt{2}×cos(\dfrac{\pi}{4})-4a²

f(M)=MG² +2a × a\sqrt{2}×\dfrac{\sqrt{2}}{2}-4a²

f(M)=MG²-2a²

d-) f(M)=2a² \iff MG²-2a²=2a²

\iff MG²=4a²

\iff MG=a\sqrt{2}

La ligne de niveau 2a² de f est le cercle de centre G et de rayon a\sqrt{2} ou bien GA.

3-a) On désigne par (Γ) l'ensemble des points M vérifiant Mes(\vec{MC} ; \vec{MB})=\dfrac{\pi}{2}

G \in (Γ) si (Γ) est l'ensemble des points M vérifiant Mes(\vec{MC} ; \vec{MB})=-\dfrac{\pi}{2}.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 18:11

Bonjour malou
je me suis connecté juste "en passant"
en fait je ne suis pas chez moi et peu disponible avant lundi.

un coup d'oeil vite fait montre que il me faut tout reprendre en détail sur les définitions de l'énoncé, visiblement faux.
le problème de quel triangle il s'agit étant toujours là avec un mic mac de points et de signes (définition de ABC incompatible avec la question 3)
mes figures Geogebra et mes calculs papier sont chez moi.
les calculs sur écran étant bien plus difficile à lire.

si tu peux poursuivre ..

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 18:14

les calculs refaits par matheux14 entre temps me semblent justes.

Posté par
malou Webmaster
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 18:20

> mathafou
bon, ok..je viens de balayer rapidement vos échanges
Sur le principe il peut bosser jusqu'à la fin de la question 2, cela ne lui fera pas de mal
Ensuite, pour la cohérence avec la question 3, effectivement il va y avoir un souci.

> matheux14
tu as réglé le problème de 2)c)
mais 2)d) est faux
tu fais des erreurs de collégien...

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 18:45

Oups , j'avais dans la tête GA=a√2 au lieu de GC..

Citation :

d-) f(M)=2a² \iff MG²-2a²=2a²

\iff MG²=4a²

\iff MG=2a

La ligne de niveau 2a² de f est le cercle de centre G et de rayon 2a ou bien GA.

Posté par
malou Webmaster
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 19:01

OK
J'aurais aimé voir l'ensemble construit sur une figure.

alors je vais te proposer comme question 3 celle-ci
mathafou s'il le désire te proposera une autre version demain

3 bis )
3) On désigne par ( ') l'ensemble des points M vérifiant Mes(\vec{MC} ; \vec{MB})=- \dfrac{\pi}{2}

a-) Vérifier que G \in ( ').

b-) Construire ( ').

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 19:10

Barycentre et produit scalaire

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 19:29

Bonsoir,
Je ne fais que passer pour signaler que l'application f n'est pas "du plan P dans le plan P", mais du plan P dans .

Posté par
malou Webmaster
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 19:31

Bonsoir Sylvieg
matheux14, oui pour ta figure

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 19:31

Bonsoir SylviegSylvieg , je ne comprends pas pourquoi

Posté par
malou Webmaster
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 19:34

matheux14
j'avais oublié de mettre le signe - , du coup je suis allée le mettre et ai supprimé ton message. C'est bien de l'avoir vu.

Pour la remarque de Sylvieg, comment calcules-tu f(M) ? qu'y a-t-il de l'autre côté du signe égal ?

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 19:41

malou , il y a un nombre réel derrière l'autre côté de l'égalité.

Mais je ne vois pas vraiment comment calculer f(M).

Peut être remplacer M par un autre point quelconque..

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 19:54

3-a) On a montré que ABGC est un carré de sens indirect à la question 2-b).

On en déduit que Mes(\vec{GC} ; \vec{GB}=-\dfrac{\pi}{2}.

D'où G \in (Γ').

3-b)  G \in (Γ') ; par conséquent (Γ') est le démi cercle de diamètre [BC] passant par le point G.

Barycentre et produit scalaire

Posté par
malou Webmaster
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 20:02

matheux14 @ 27-09-2020 à 19:41

malou , il y a un nombre réel derrière l'autre côté de l'égalité.

Mais je ne vois pas vraiment comment calculer f(M).

Peut être remplacer M par un autre point quelconque..


il n'y a rien à calculer ! c'est un nombre réel, donc f(M) n'est pas dans P (comme tu l'as écrit dans ton énoncé) mais dans R

question 3 à ma sauce
oui, c'est ça
on voit que PLSVU t'a bien fait travailler cette partie

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 20:18

Oui !

Merci et bonne soirée

Posté par
malou Webmaster
re : Barycentre et produit scalaire 27-09-20 à 20:32

Je t'en prie, bonne soirée.
Mathafou reviendra peut-être sur ce sujet en le modifiant autrement...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Barycentre et produit scalaire 28-09-20 à 11:24

Bonjour,

de retour,
non, rien à modifier

juste une petite remarque simplifiant les calculs de la question 2 :

ABGC etant un carré de coté a\sqrt{2}
soit O son centre
alors OA = OB = OG = OC = a
\vec{GC} se projette en \vec{GO} sur le support de \vec{GA}
de sorte que sans trigo on a
\vec{GA}.\vec{GC} = \vec{GA}.\vec{GO} = 2a*a = 2a^2

Posté par
matheux14
re : Barycentre et produit scalaire 28-09-20 à 16:09

Merci



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