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Corps parabolique & Equation géométrique

Posté par
jamo Moderateur
11-08-07 à 17:49

Bonjour,

voici un petit exercice intéressant, qui permet de travailler sur un corps "géométrique".
Mis à part la définition d'un corps, les connaissances de 1ère sont suffisantes.


Soit E une parabole de sommet O et d'axe D, et I un point quelconque fixé de E diférent de O.

On munit E de deux opérations, notées + et *, définies ainsi :

Addition A+B : A et B sont deux points de la parabole E. La parallèle à (AB) passant par O recoupe E en S.
A tout couple (A,B) de E², on associe le point S, et on note S=A+B.
Si A=B, alors on "remplace" la droite (AB) par la tangente à E au point A.

Corps parabolique & Equation géométrique

Multiplication A*B : A et B sont deux points de la parabole E. La droite (AB) coupe l'axe D au point N, et la droite (IN) recoupe la parabole E en P.
A tout couple (A,B) de E², on associe le point P, et on note P=A*B.
Si A=B, alors on "remplace" la droite (AB) par la tangente à E au point A.

Corps parabolique & Equation géométrique

Question 1 : Démontrer que (E;+;*) est un corps commutatif. (en précisant les élements neutres et les symétriques pour chaque loi)

Question 2 : Résoudre dans E l'équation A*X+B=O d'inconnue X. (discuter des solutions en fonction de A et B)

Posté par
mikayaou
re : Corps parabolique & Equation géométrique 11-08-07 à 17:52

joli exo, jamo

Posté par
critou
re : Corps parabolique & Equation géométrique 11-08-07 à 22:24

Ça a l'air sympathique effectivement original, en tout cas !
Mais mon neurone est en panne pour aujourd'hui

Posté par
jamo Moderateur
re : Corps parabolique & Equation géométrique 11-08-07 à 22:26

Oui, ça change des ensembles de nombres habituels ...

Et au passage, je pense que c'est un bon moyen de comprendre ces structures d'ensemble, c'est plus concret que les habituels ensembles qu'on présente et qui n'existent même pas !

Posté par
mikayaou
re : Corps parabolique & Equation géométrique 12-08-07 à 09:39

où l'as-tu trouvé, jamo ?

Posté par
jamo Moderateur
re : Corps parabolique & Equation géométrique 12-08-07 à 09:59

Je donnerai la source à la fin, car on y trouve une solution !

Posté par
mikayaou
re : Corps parabolique & Equation géométrique 12-08-07 à 10:00

ok

Posté par
jamo Moderateur
re : Corps parabolique & Equation géométrique 13-08-07 à 12:43

Posté par
infophile
re : Corps parabolique & Equation géométrique 13-08-07 à 17:23

Bonjour

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Posté par
infophile
re : Corps parabolique & Equation géométrique 15-08-07 à 15:10

Petit up pour les intéressés

Posté par
jamo Moderateur
re : Corps parabolique & Equation géométrique 17-08-07 à 18:47

Voici une solution.

Préliminaires

Quel que soit la parabole E de sommet O et le point I sur celle-ci (sauf en O), on peut toujours trouver un repère dans lequel l'équation de la parabole est y=x²

Danc ce repère, soit a, b, s et p les abscisses respectives des points A, B, S et P (les ordonnées sont a², b², s² et p²).

On montre assez facilement :

Equation de la droite (AB) : 3$y = (a+b)x - ab

Abscisse du point S : 3$s = a+b

Ordonnée du point N : 3$y_N = -ab

Equation de la droite (IN) : 3$y = (1+ab)x - ab

Abscisse du point P : 3$p = ab

Remarque : ces calculs restent valables dans le cas où les points A et B sont confondus (a=b). Dans ce cas-là, la droite (AB) est remplacée par la tangente à E au point A, et cette tangente a pour coefficient directeur 2a (qui est bien égal à a+b dans ce cas).


Montrons que (E;+) est un groupe commutatif

L'abscisse du point S étant donnée par 3$s=a+b , on en déduit que la loi + sur E est bien associative et commutative, que l'élement neutre est le point O (d'abscisse 0) et que tout point A d'abscisse a admet un symétrique, noté -A, d'abscisse -a (A et -A sont symétrique par rapport à l'axe de la parabole.


Montrons que (E;+;*) est un anneau commutatif

L'abscisse du point P étant donnée par 3$p=ab , on en déduit que la loi * sur E est bien associative et commutative, qu'elle est bien distributive par rapport à la loi +, et que l'élement neutre est le point I (d'abscisse 1).


Montrons que (E;+;*) est un groupe commutatif

Tout point A différent du point O admet un symétrique pour la loi *, noté A-1, d'abscisse 1/a. (dans ce cas, la droite (IN) est tangente en I, d'où P=I)

Autre méthode

Soit f l'application qui a tout réel a associe le point A d'abscisse a sur la parabole E. Cette application étant bijective de R sur P, on peut montrer que f est un isomorphisme du corps (R;+;*) sur (E;+;*), ce qui prouve que ce dernier est bien un corps.
Pour cela, il suffit de montrer que f(x+y) = f(x)+f(y) et f(xy)=f(x)*f(y)

Résolution de l'équation A*X+B=O

Cas 1 ) B distinct de O, et A distinct de O

Une seule solution : X=-A-1*B

Cas 2 ) B=O, et A distinct de O

Une seule solution : X=O

Cas 3 ) B distinct de O, et A=O

Aucune solution

Cas 4 ) B=A=O

Une infinité de solution : tout point de la parabole.

Corps parabolique & Equation géométrique

Posté par
infophile
re : Corps parabolique & Equation géométrique 17-08-07 à 18:51

Merci jamo

Pour montrer que (E,+) est un groupe j'ai procédé comme toi par méthode analytique mais je m'attendais à un résultat géométrique...

Problème sympa, hop en favoris !

Posté par
jamo Moderateur
re : Corps parabolique & Equation géométrique 17-08-07 à 19:15

Il existe une solution géométrique ...

Posté par
infophile
re : Corps parabolique & Equation géométrique 17-08-07 à 19:16

Tu l'as sous le coude ?

Posté par
jamo Moderateur
re : Corps parabolique & Equation géométrique 17-08-07 à 21:20

Et voilà, c'est le problème 72 :

Et c'est lorrain !

Au fait, infophile, l'année prochaine : Loritz, Poincaré, ... ?

Posté par
jamo Moderateur
re : Corps parabolique & Equation géométrique 17-08-07 à 21:22

Tiens, tu étais à Jarny !!

Les initiales de ton prof de maths ? L.D., tu connais ?

Posté par
infophile
re : Corps parabolique & Equation géométrique 18-08-07 à 13:18

L'année prochaine à Fabert.

Oui je connais Laurent D. c'est de lui dont tu parles ?

Cette année j'avais Denis B.

Pour la solution géométrique ça me rassure ce n'était pas évident ^^

Posté par
jamo Moderateur
re : Corps parabolique & Equation géométrique 18-08-07 à 13:23

Oui, c'est de lui dont je parle ! Je l'ai eu en 2nde et en 1ère, il y a environ 15 ans, il était dans le lycée "à côté", à Briey !

En effet, la solution géométrique n'a pas l'air évidente, je n'ai même pas cherché à la comprendre ...

Posté par
infophile
re : Corps parabolique & Equation géométrique 18-08-07 à 13:28

Ah ok, moi je ne l'ai pas eu en tant que prof mais il a l'air sympa

Tu es d'origine de lorraine ?

Posté par
jamo Moderateur
re : Corps parabolique & Equation géométrique 18-08-07 à 13:30

Oui, je suis de là-haut.

Posté par
gui_tou
re : Corps parabolique & Equation géométrique 18-08-07 à 14:24

Bonjour Bonjour

Vive la Lorraine et surtout la Moselle

Joli exo

Posté par
infophile
re : Corps parabolique & Equation géométrique 18-08-07 à 14:45

Salut guitou

Niveau temps y'a mieux quand même

Posté par
gui_tou
re : Corps parabolique & Equation géométrique 18-08-07 à 15:17

Salut infophile

Tant qu'il ne pleut pas, on peut s'estimer heureux



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