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Niveau Maths sup
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Démonstration triangle équilatéral / complexes

Posté par
galba
19-09-09 à 13:00

Bonjour à tous.

J'ai un petit problème que je parviens difficilement à résoudre.

J'ai A,B,C 3 pts du plan complexe d'affixes a,b et c.

Je dois montrer que ABC est équilatéral ssi a+j*b+j^2 *c =0

avec donc j=e^2i/3

Et aussi : ABC équilatéral ssi a[/sup]+b[sup]+c[sup][/sup]= ab+ac+bc

Pour celui-ci j'ai essayé avec Al Kashi mais c'est très long il doit y avoir plus simple.

Merci de votre aide !

Posté par
perroquet
re : Démonstration triangle équilatéral / complexes 19-09-09 à 13:39

Bonjour, galba

Voici une idée.
Il faudra changer un petit peu pour arriver élégamment au résultat souhaité.

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

Posté par
galba
re : Démonstration triangle équilatéral / complexes 19-09-09 à 13:43

J'ai réussi à démontrer la 2eme égalité ( à savoir ABC équilatéral ssi a^2 +b^2+c^2=ab+bc+ac ) par Al Kashi mais ça reste long, si vous pouviez m'aidez à trouver plus court ce serait sympa.

Sinon la premiere j'y arrive toujours pas.
J'ai utiliser les propriétés des racine n ième à savoir que 1+j+j^2=0 mais je n'arrive pas à y introduire les affixes des points...

Merci de l'aide que vous pourrez m'apporter et désolé du double-post.

Posté par
galba
re : Démonstration triangle équilatéral / complexes 19-09-09 à 14:09

Merci perroquet.

En utilisant ta méthode je retrouve les formules d'Al kashi beaucoup plus vite, mais cela ne m'aide pas à résoudre mon premier problème.

En fait il faudrait que j'introduise du j et du j^2.

En introduisant le barycentre, je peux obtenir une rotation d'angle j ou -j^2.

Mais je suis pas sur que ce soit la bonne piste car je n'arrive pas ensuite à obtenir le résultat attendu ...

Posté par
esta-fette
re : Démonstration triangle équilatéral / complexes 19-09-09 à 14:42

bonjour, voila une façon pas trop compliquée de faire....

le barycentre G d'affixe g
on prend équilatéral dans un sens.... (il suffit de modifier peu pour l'autre sens)

4$ \vec {gb}= j \vec {ga}
4$ \vec {gc}= j \vec {gb}j
4$ \vec {ga}= j \vec {gc}j

ce qui donne

b-g= (a-g)j = (c-g) j²
c-g= (b-g)j = (a-g) j²
a-g= (c-g)j = (b-g) j²




on ajoute tout ce qui est souligné, on obtient:

(a-g) + (b-g) j + (c-g) j² = [ b-g] + [c-g] + (-g)]=0

donc

a+bj+cj² + (1+j+j²)g=0
comme 1+j+j²=0, on a

a+bj+cj²=0

Posté par
esta-fette
re : Démonstration triangle équilatéral / complexes 19-09-09 à 14:46

pour la réciproque si ça vous tente.

si

c+bj+aj²=0, c= -bj - aj²

alors

b-c = b(1+j) + a j²= -j² a + j² b = j²(b-a)

donc BC et AB ont même longueur et l'angle vaut.....

Posté par
galba
re : Démonstration triangle équilatéral / complexes 19-09-09 à 14:56

Merci beaucoup esta-fette.

Seulement j'ai du mal à comprendre ce passage :

Citation :
on ajoute tout ce qui est souligné, on obtient:

(a-g) + (b-g) j + (c-g) j² = [ b-g] + [c-g] + (-g)]=0


Comment tu obtiens ce qui est à droite du signe égal ? Que signifient les crochets ? Où sont passés les j et j² ? En quoi est-ce égal à 0 ?

Posté par
esta-fette
re : Démonstration triangle équilatéral / complexes 19-09-09 à 15:22

Je reprends


b-g= (a-g)j = (c-g) j²
c-g= (b-g)j = (a-g) j²
a-g= (c-g)j = (b-g) j²

d'accord?

je garde ce qui m'intéresse:

b-g= ...... = (c-g) j²
c-g= (b-g)j = ........
a-g= ...............(a-g)

donc j'obtiens.

à gauche: (b-g)+(c-g)+(a-g)
à droite  (a-g) + (b-g)j + (c-g) j²
donc:
(a-g) + (b-g) j + (c-g) j² = [ b-g] + [c-g] + (a-g)]

or définition du barycentre:

3g=a+b+c  donc (b-g)+(c-g)+(a-g)=0

est-ce clair ?

Posté par
galba
re : Démonstration triangle équilatéral / complexes 19-09-09 à 15:42

Oui oui merci en fait j'ai recherché après et j'ai compris.

Merci de ton aide !



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