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barycentres et segment

Posté par
sgu35
14-06-21 à 21:13

Bonsoir,
je cherche à montrer que le segment  [A_1 A_2] est l'ensemble des barycentres  à coefficients positifs de A_1 et A_2
et qu'en est-il si les coefficients sont négatifs?

Posté par
GBZM
re : barycentres et segment 14-06-21 à 21:23

Bonsoir,

S'ils sont tous les deux négatifs, c'est toujours le segment. Et s'ils sont de signes opposés, c'est le complémentaire du segment dans la droite.

Mais comment définis-tu le segment ?

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 14-06-21 à 21:25

un segment est une portion de droite délimitée par deux points, appelés extrémités du segment. Un segment reliant deux points A et B est noté [AB] et représente la partie de la droite (AB) qui se situe « entre » les points A et B.

Posté par
GBZM
re : barycentres et segment 14-06-21 à 21:31

Difficile de travailler avec une définition aussi peu formelle.
Comment peux tu traduire mathématiquement le fait que M est "entre" A et B ?

Posté par
carpediem
re : barycentres et segment 15-06-21 à 08:38

salut

peut-être déjà revenir à la définition du mot barycentre ...

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 17-06-21 à 20:54

Bonsoir,
je donne une définition du barycentre :
Soient A et B deux points du plan, \alpha et \beta sont deux réels tels que  \alpha + \beta \ne 0
Alors il existe un unique point G du plan tel que \alpha \vec{GA} + \beta \vec{GB}=\vec{0}
G s'appelle le barycentre du système \{(A;\alpha);(B;\beta)\}

Posté par
carpediem
re : barycentres et segment 17-06-21 à 21:08

et comment caractérise-t-on qu'un point M appartient à la droite (AB) ? puis qu'il appartient au segment [AB] ?

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 18-06-21 à 09:39

Un point M est sur la droite (AB) si \vec{AM}=k\vec{AB} avec k \in \R
et un point M est sur le segment [AB] si \vec{AM}=k\vec{AB}  avec k \in [0;1].

Posté par
carpediem
re : barycentres et segment 18-06-21 à 10:17

alors tu as tout ce qu'il faut pour répondre à la question ...

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 18-06-21 à 11:30

\vec{AG}=k\vec{AB} nous donne (1-k)\vec{GA}+k\vec{GB}=\vec{0}
1-k+k=1 \ne 0 donc le point G existe \forall k et se trouve  sur le segment [AB] si k\in [0;1].
G=bar((A;1-k);(B;k))
on a 0<k<1 donc 0<1-k<1

d'autre part,  \alpha \vec{GA} + \beta \vec{GB}=\vec{0}
nous donne \vec{AG}=\beta/(\alpha+\beta)\vec{AB}
et k=\beta/(\alpha+\beta) donc 1-k=\alpha/(\alpha+\beta)

si \alpha et \beta sont positifs, \alpha+\beta>0 et \alpha>0 donc  \alpha+\beta>\beta donc \beta/(\alpha+\beta)<1  et bien sûr le quotient  \beta/(\alpha+\beta) est positif

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 18-06-21 à 11:32

si \alpha et \beta sont positifs, \alpha+\beta>0 et \alpha>0 donc  \alpha+\beta>\beta donc \beta/(\alpha+\beta)<1  et bien sûr le quotient  \beta/(\alpha+\beta) est positif

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 18-06-21 à 11:49

J'insère ce qui suit après  1-k=\alpha/(\alpha+\beta) :
\alpha/(\alpha+\beta) correspond bien au premier coefficient (celui du point A) car on a : \alpha/(\alpha+\beta)\vec{GA}+\beta/(\alpha+\beta)\vec{GB}=\vec{0}

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 18-06-21 à 11:52

non, le coefficient du point A est \alpha.

\alpha/(\alpha+\beta) est le nouveau coefficient du point A. Et la somme des nouveaux coefficients vaut 1.

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 19-06-21 à 11:23

Est-ce que A et B ne seraient pas strictement positifs?
En tout cas, ils ne faut pas qu'ils soient tous les deux nuls sinon le point G n'existe pas.

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 19-06-21 à 12:03

Je redonne la démonstration :
\vec{AG}=k\vec{AB} nous donne (1-k)\vec{GA}+k\vec{GB}=\vec{0}
1-k+k=1 \ne 0 donc le point G existe \forall k et se trouve  sur le segment [AB] si k\in [0;1].
G=bar((A;1-k);(B;k))
d'autre part,  \alpha \vec{GA} + \beta \vec{GB}=\vec{0}
nous donne \vec{AG}=\beta/(\alpha+\beta)\vec{AB}
et k=\beta/(\alpha+\beta) donc 1-k=\alpha/(\alpha+\beta)
\alpha/(\alpha+\beta) correspond bien au nouveau premier coefficient (celui du point A) car on a : \alpha/(\alpha+\beta)\vec{GA}+\beta/(\alpha+\beta)\vec{GB}=\vec{0}
si \alpha  et \beta  sont positifs, \alpha+\beta>0  et \alpha>0 donc  \alpha+\beta>\beta donc \beta/(\alpha+\beta)<1 et bien sûr le quotient  \beta/(\alpha+\beta) est positif
k=\beta/(\alpha+\beta) donc k\in [0;1]
donc G se trouve  sur le segment [AB].

Posté par
carpediem
re : barycentres et segment 19-06-21 à 12:37

sgu35 @ 19-06-2021 à 12:03

\vec{AG}=k\vec{AB} \iff(1-k)\vec{GA}+k\vec{GB}=\vec{0} détailler cette équivalence

or  1-k+k=1 \ne 0 donc le point G existe \forall k et se trouve  sur le segment [AB] si et seulement si k\in [0;1].
tout ce que j'ai supprimé est inutile !!

justifier :
ce qui est en rouge
le signe des coefficients

puis conclure

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 19-06-21 à 15:36

mais il faut peut-être montrer l'implication réciproque :
Si G se trouve sur le segment [AB], on a  k\in[0;1] donc on a \beta/(\alpha+\beta) \in [0;1] (si on note \alpha et \beta les coefficients de A et B).
Mais ensuite, on peut très bien avoir : \alpha<0 et \beta<0, car dans ce cas   \alpha+\beta<0 et  \alpha+\beta<\beta donc \beta/(\alpha+\beta)<1 et  \beta/(\alpha+\beta)>0 comme quotient de deux nombres négatifs.
Donc il n'y aurait pas équivalence entre \alpha et\beta positifs et G appartient au segment [AB].

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 19-06-21 à 15:41

Carpediem, je conteste ta réponse : il faut prendre en compte les coefficients de A et de B pour montrer ce qu'il faut .

Ensuite, je ne comprends pas l'équivalence :
le point G existe \forall k et se trouve  sur le segment [AB] si et seulement si k\in [0;1],
il s'agit là de la définition du segment....

Posté par
carpediem
re : barycentres et segment 19-06-21 à 17:52

la première équivalence n'est que manipulation vectorielle et relation de Chasles ...

la deuxième équivalence se démontre avec la définition (de seconde) de la relation vectorielle \vec {AC} = k \vec {AB} ...

de toute façon il faut bien partir d'une définition du segment ...

Posté par
sgu35
re : barycentres et segment 19-06-21 à 19:10

Il y a équivalence si \alpha<0 et \beta<0 également



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