Bonjour,
j'ai entendu parler d'élections "triangulaires" aujourd'hui.
Tout ce que cela m'a inspiré, c'est une énigme qui parle de triangle !
Voici donc une petite énigme assez mathématique, pour satisfaire les amateurs de géométrie une fois de temps en temps.
ABC est un triangle quelconque (non réduit à un point et non aplati).
I est le milieu de [AC] et J est le milieu de [BC].
Soit x un nombre strictement supérieur à 1.
On appelle M le point du segment [AB] défini par : AM=AB/x.
Les droites (AJ) et (IM) se coupent en G.
La droite (CG) coupe le segment [AB] en N.
Question : déterminer, en fonction de x, la valeur du nombre y tel que AN=AB/y.
Vous me donnerez l'expression la plus simple pour y.
La démonstration n'est pas demandée. Mais, pour ceux qui ont le temps et l'envie de le faire, ce serait bien de donner une démonstration, ne serait-ce que les grandes lignes.
Cela permettra de comparer les différentes méthodes utilisées, et de voir laquelle est la plus "élégante".
Bonne recherche !
Bonjour à toutes et tous.
Sous la pression chronométrique, et donc sans vérification...
... je propose : y = x + 1
Je dirai merci pour l'énigme seulement si j'ai trouvé la bonne réponse ...
Nan je blague... merci pour l'énigme .
Ma démonstration manque d'élégance, j'ai mis que les grandes lignes. Que du thalès. Je pensais faire de l'analytique mais bon, c'est à utiliser en dernier recours
D'après le théorème de Thalès :
IJ/AM=GJ/GA=GI/GM
Soit C'=(CG) inter (IJ)
D'après le théorème de Thalès :
IC'/MN=IG/MG=C'G/GN
D'après le théorème de Thalès :
JC'/AN=JG/GA=C'G/GN
Donc IC'/MN= JC'/AN
<=>(IJ-JC')/(AM-AN)= JC'/AN
<=>IJxAN= JC'xAM
D'après le théorème de Thalès :
JC'/NB=CJ/CB=CC'/CN
Donc JC'/NB=1/2
D'où JC'=NB/2
Par conséquent ABxAN=NBxAM
ABxAN=(AB-AN)xAM
ABxAN=ABxAM-ANxAM
(AB+AM)xAN=ABxAM
AN=ABxAM/(AB+AM)
1/AN=1/AM+1/AB
AM=AB/X et AN=AB/Y ==> Y=AB/AN=AB(1/AM+1/AB) =AB/AM+1=X+1
DONC Y=X+1
Bonjour !
Voici ma solution : .
Celle-ci a été obtenue en manipulant des triangles semblables.
Cordialement,
r2.
j'utilise le repère (A,B,C) et la colinéarité.....
en posant k=1/x (la notation "AB" désigne le vecteur AB)
AG=aAJ=a/2(AB+AC) et IG=bIM qui conduit à AG=bkAB+(1-b)/2AC permet d'obtenir a=2k/(2k+1) et b=1/(2k+1)
donc AG=k/(2k+1)[AB+AC] donc CG=k/(2k+1)AB-(k+1)/(2k+1)AC
en posant AN=tAB alors CN=tAB-AC
la colinéarité des vecteurs CN et CG conduit à t=1/y=k/(k+1) donc y=x+1
j'ai fait ça sur 5 morceaux de brouillon donc j'espère ne pas m'être trompé !!!....
Bonjour Jamo,
Je pense que la relation est y=x+1 tout simplement.
Je posterai la démonstration un peu plus tard (je ne crois pas que je gagnerai le prix de l'élégance).
Merci encore pour cette énigme géniale.
y = x+1
A+
Torio
Méthode :
Vu la formulation de la question, le réponse ne dépend pas du triangle.
J'ai donc pris un triangle rectangle isocèle de côtés : 1,1 et rac(2).
et utilisé les équations des différentes droites.
x= 1/m et y = 1/n
on arrive sur n = m/(m+1) donc y = x+1
Voici mon approche pour arriver au résultat (y=x+1):
Connaissant mes limites, j'ai vite renoncé à une démonstration de géométrie pure, probablement plus élégante.
J'ai simplement posé le système de coordonnées suivantes :
A (0 ; 0)
B (1 ; 0)
C (u ; v) avec u et v quelconques.
On en déduit :
M (1/x ; 0)
N (1/y ; 0)
I (u/2 ; v/2)
J (u/2+1/2 ; v/2)
G est à l'intersection de AJ et IM, donc :
(1) AG // AJ
(2) IG // IM
Et CGN sont alignés, donc :
(3) CG // CN
On pose G (XG ; YG). (1) et (2) permettent de trouver XG et YG en fonction de x, u et v.
Ensuite, (3) donne une relation entre y, XG et YG, et donc entre x,y,u et v.
Comme espéré, puisque la relation cherchée est supposée ne pas dépendre de la position de C, u et v s'éliminent et la relation entre x et y apparait.
(1) AG // AJ
XG.(v/2) = YG.(u/2+1/2)
==> XG = YG.(u+1)/v
(2) IG // IM
(XG-u/2).(v/2) + (YG-v/2).(1/x-u/2) = 0
==> YG = v/(x+2)
et XG = (u+1)/(x+2)
(3) CG // CN
(XG-u).(-v) = (YG-v).(1/y-u)
==> y = x + 1
Bonsoir
Soit Q l'intersection de CN et de IJ
*
AGM est semblable à IGJ => IJ/AM = GI/GM => (AB/2)/(AB/x) = GI/GM => x/2 = GI/GM
*
IGQ est semblable à MGN => IQ/NM = GI/GM => (AN/2)/NM = x/2 => AN/NM = x => (AB/y)/(AM-AN) = x => (AB/y)/(AB/x - AB/y) = x => x/(y-x) = x =>
y = x + 1
qui aurait cru
A+
Bonsoir
Je dirais, sauf erreur de calcul de ma part, y = x+1
(tout bêtement par l'analytique dans le repère (A,v(AB),v(AC)) où les équations des droites concernées sont simples)
MM
Bonjour,
y=x+1
Démonstration
IJ=AB/2
AM/IJ = AG/GJ => 2/x=AG/GJ (1)
AN/OJ=AG/GJ (O = intersection de CN et IJ) => AB/(y * OJ) = AG/GJ (2)
(1) et (2) => 2/x = AB/(y *O J) (4)
OJ/BN = CJ/BC => OJ = AB(y-1)/2y (3)
(3) et (4) => y=x+1
Merci pour l'énigme
Bonjour, Jamo
Je propose:
Puisque tu aimerais avoir une démonstration, en voici une en passant par les barycentres (en espérant que ce sera correct):
() et
Par conséquent:
M bar{(A;x-1),(B;1)}
Par ailleurs, I bar{(A;1),(B;1)} et J bar{(B;1),(C;1)}
On pose un point K, tel que K bar {(A;x),(B;1),(C;1)}
En utilisant le théorème du barycentre partiel, je peux en déduire que:
D'une part:
K bar {(A;x-1),(A;1),(B;1),(C;1)}
K bar {(M;x),(I;2)} d'où K(MI)
D'autre part:
K bar {(A;x),(J;2)} d'où K(AJ)
K est le point de concours des 2 droites (MI) et (AJ) donc K=G
par conséquent: G bar {(A;x),(B;1),(C;1)}
La droite (CG) coupe [AB] en N, on peut en déduire que:
G bar {(N;x+1),(C;1)}
puis que:
N bar {(G;x+2),(C;-1)}
N bar {(A;x),(B;1),(C;1),(C;-1)}
N bar {(A;x),(B;1)}
d'où :
()
En conclusion:
Comme je suis assez nul en géométrie classique et que les propriétés des triangles sont pour moi de grands mystères, j'ai opté plutôt pour la géométrie analytique.
J'ai pris comme repère le point A, le vecteur AB (qui sera donc unitaire) et un vecteur orthogonal à AB.
Les points ont donc les coordonnées suivantes dans ce repère :
A(0;0), B(1;0), C(xC, yC), I(xC/2, yC/2), J((xC+1)/2, yC/2), M(1/x;0), N(1/y;0)
Dans ce repère, les droites suivantes ont pour équation :
(AJ) (E1)
(IM) (E2)
(NC) (E3)
Le point appartient à ces 3 droites.
En combinant (E1) et (E2) pour G, on obtient la relation
En combinant (E2) et (E3) pour G, on obtient la relation
Une fois développé, cela mène à y=x+1
Je suis sûr qu'il y a des démonstrations bien plus élégantes. J'ai hâte de les lire.
Merci Jamo.
Bonjour Jamo.
y = x+1
Théorème de Ménélaüs
sécante (C-G-N) dans le triangle AMI : CI/CA * GM/GI * NA/NM = 1
sécante (C-G-N) dans le triangle JAB : CJ/CB * GA/GJ * NB/NA = 1
les premières fractions des produits égalent 1/2
les deuxièmes fractions sont égales selon le théorème de Thalès (la droite des milieux [IJ] est parallèle à [AC]
donc NA/NM = NB/NA
Attribuons l'unité de longueur à AB et posons x' = 1/x et y' = 1/y
ainsi x' = AM et y' = AN
NM/NA = NA/NB
NM/(NA+NM) = NA/(NA+NB)
NM/AM = NA/AB
(x'-y')/x' = y'
1 - y'/x' = y'
y' + y'/x' = 1
y' * (1 + 1/x') = 1
y' = 1 / (1 + 1/x')
passage aux inverses : y = 1 + 1/x' = 1+x
bonjour Jamo
je trouvey=x+1
par une méthode vectorielle banale qui je l'espère m'a donné la bonne réponse
merci pour cet énigmo et bonne journée
Bonjour jamo,
j'ai utilisé la géométrie analytique en prenant le repère R : (;;).
Puis j'ai déterminé les coordonnées de points dans ce repère : A(0;0) , B(1;0) , C(0;1) , I(0;1/2) , J(1/2;1/2) , M(1/x;0) et N(1/y;0).
Avec ces coordonnées, j'ai déterminé les équations des droites (IM) et (AJ) pour trouver les coordonnées de G : G(1/(x+2);1/(x+2)).
Enfin, j'ai calculé l'équation de la droite (CG), qui me donne, avec son intersection avec l'axe des abscisses du repère R, l'abscisse du point N : 1/(x+1).
Conclusion : y=x+1
Réponse : y=x+1
Thalès et encore Thalès ; on appelle le point d'intersection de avec :
1)
2)
3) et comme , il vient immédiatement :
d'où la réponse.
Bonjour Jamo
ma réponse:
par définition:
(IJ) (AB)
I est le milieu de [AC]
J est le milieu de [BC]
(IJ) est la droite des milieux
E est aussi le milieu de [CN]
Thalès dans triangle JGI et AGM
or on sait que:
donc:
Thalès dans triangle JGE et AGN
d'après la relation précédente:
Bonjour Jamo,
y=x+1
dans le repère (A,AB,AC)
équation de (IM)
Y=-0,5xX+0,5
équation de (AJ)
Y=X
coordonnées de G
équation de (CG)
Y=-(x+1)X+1
abscisse de N
0=-(x+1)X+1
y=x+1
Bonjour,
Voici ma réponse :
On a : y = x + 1.
Démonstration : J'ai choisi la méthode analytique, je pense qu'une méthode géométrique plus jolie existe !
On se place dans le repère (A,AB,AC). Je change les notations, j'écris que AM = AB/a et AN = AB/b.
On a :
A(0,0) B(1,0) C(0,1) I(0,1/2) J(1/2,1/2) M(1/a,0) N(1/b,0)
On calcule dans l'ordre :
Equation de la droite (AJ) : y = x
Equation de la droite (IM) : y = (-a/2)x + 1/2
Coordonnées du point G intersection de (AJ) et (IM) : G(1/(2+a),1/(2+a))
Equation de la droite (CG) : y = -(a+1)x + 1
Coordonnées du point N intersection de (AJ) et (AB) : N(1/(a+1),0)
Conclusion : 1/b = 1/(a+1) c'est-à-dire b = a+1.
Voilà merci !
salut tout le monde,
je propose comme solution: y=x+1et voici la démonstartion biévement:
en utilisant la Théoreme de Thalés on obtient:
K=(IJ)(NC)
IJ/AM=JK/NM
or, IJ/AM=AB/2AM et JK/NM=AN/2NM
AB/AM=AN/NM=x
et puisque N[AM] alors
+x=
=x/x+1=1/x+1
d'ou
y=x+1
j'espére que cé la bonne
et merci jamo pour cette enigme
Bonjour,
Je trouve que y=x+1
J'ai utilisé une méthode analytique dans le repère
Pour éviter la confusion dans les paramètres, je remplace le x défini dans l'énoncé par
donc est tel que AM=AB/
Les coordonnées des points A, B, C, I, J sont évidentes dans ce repère.
Les coordonnées de M sont (0,1/ )
Les droites (AJ) et (MI) ont respectivement pour équation y=x et y=-2x/ +1/
L'intersection des deux droites G a donc pour coordonnées ( 1/(+2) ; 1/(+2) )
On en déduit l'équation de (CG) : y=-x/(+1)+1/(+1) et ainsi les coordonnées de N (0 ; 1/(+1) )
D'où au final la relation AN=AB/(+1)
Merci pour l'énigme
Ptitjean
Bonjour,
Merci pour cette petite énigme.
Le plan est muni d'un repère (A;B,C).
Donc : (1)
1) On a donc : A(0;0) ; B(1;0) ; C(0;1) ; M(x;0) ; I(0;1/2) ; J(1/2;1/2).
2) On en déduit alors l'équation des droites (AJ) et (IM).
3) Détermination de G.
On a donc le point : G(x/(2x+1);x/(2x+1)).
4) On en déduit l'équation de la droite (CG).
L'équation de (CG) est donc : .
5) Détermination de N.
On a donc le point : N(x/(x+1);0).
6) Conclusion :
Finalement, d'après (1) :
En espérant ne pas m'être trompé...
Désolé de pas avoir pris les mêmes lettres que dans l'énoncé lol
On a évidemment I = Bar(B,1, C,1)
On a d'après le théorème de Thalès
DG/GA = ED/AF = x/2
Ainsi G = Bar(I,2 A,x) = Bar(A,x B,1 C,1) = Bar(H,(1+x) C,1) (les droites (AD) et (HC) sont concourantes en G)
et H = Bar(A,x B,1)
On a alors
D'où
Et on a directement le résultat en divisant par 1+x
Bonjour jamo,
Je note x=b (pour ne pas confondre avec ce x et l'abscisse x dans ma seconde idée) ainsi j'ai AM=1/b*AB
La première idée que j'ai eu en tête était de trouver géométriquement le coefficiant de colinéarité pour les vecteurs AN et AM; ainsi j'aurai AN=k*AM (vecteur) puis AN=k'*AB avec k'=1/b*k mais je n'ai pas réussi; donc j'ai eu l'idée de repère.
Soit le repère (A;AB(vecteur);AC(vecteur)
donc A(0;0); B(1;0); C(0;1); I(0;1/2); J(1/2;1/2) et M(1/b;0)
Le but est de trouver les coordonnées du point N
(IM):y= -b/2*x + 1/2
(AJ):y=x
(AJ) et (IM) se coupent en G
y=y
-b/2*x+1/2=x
xG=1/(b+2) (Il faut que b-2 donc acceptable car b >1)
yG=1/(b+2) donc les coordonnées de G sont (1/(b+2);1/(b+2))
(CG):y=(-b-1)x+1
(AB): y=0
N est le point d'intersection de (CG) avec (AB)
y=y
(-b-1)x+1=0
xN=1/(b+1)
yN=0 donc N(1/(b+1);0)
Or b>1; donc AN(vecteur)=1/(b+1)*AB(vecteur) et AN=1/(b+1)*AB
Par hypothèse, on a: AN=AB*1/y
donc y=b+1
Je serai aussi partant pour une énigme de géométrie dans l'espace
Merci jamo pour l'énigme
Une petite erreur de frappe:
'' La première idée que j'ai eu en tête était de trouver géométriquement le coefficiant de colinéarité pour les vecteurs AN et AM; ainsi j'aurai AN=k*AM (vecteur) puis AN=k'*AB avec k'=k/b mais je n'ai pas réussi; donc j'ai eu l'idée de repère. ''
Bonjour
y=1+x
Bonne vieille méthode analytique
repère
(pour ne pas confondre le x de et ceux des équations)
(pour ne pas confondre le y de et ceux des équations)
droite (AJ) d'équation
droite (IM) d'équation
Point G intersection de (AJ) et (IM), de coordonnées
droite (CG) d'équation
donc vérifie
Bonjour ,
je trouve y=x+1
par contre pour la méthode j'ai tout passé en coordonnées ce qui fait des calculs a rallonge (surtout pour calculer les équations de droite) mais j'espère qu'il y a une méthode plus simple.
Avec les coordonnées ca donne:
De là on en déduit que
d'où y=x+1
Bonjour,
Une démonstration projective "à l'ancienne" pour cet Enigmo :
La correspondance entre le point M et le point N est telle que :
- à tout point M correspond un seul point N
- réciproquement à tout point N correspond un seul point M.
Elle est donc bijective.
Comme on n'utilise que des droites pour construire le point N, cette correspondance est algébrique : c'est donc une homographie.
Il en est donc de même pour la relation entre x et y.
Regardons l'image de trois points particuliers : A, B et le point à l'infini.
- pour M = A, N = A : x = et y = ,
- pour M = B, N est le milieu de AB : x = 1 et y = 2 (G est le centre de gravité)
- pour M à l'infini, N = B puisque IJ et AB sont parallèles : x = 0 et y = 1.
On n'a plus qu'à écrire l'égalité des birapports :
(x,,1,0) = (y, , 2, 1)
Ce qui donne (x - 1)/x = (y - 2)/(y - 1)
ou
y = x + 1
Merci Jamo pour cette amusante énigme.
Bonjour à tous,
Bon je ne suis pas sur du tout, mais je me lance :
Je trouve y=1+x.
Je propose la démonstration suivante :
Suivant les notations de l'énoncé, j'applique Thalès dans l'ensemble de point I,J,G,A,M :
JG/AG = IG/GM = IJ/AM = (1/2*AB)/(AB/x) = x/2
puis dans l'ensemble C I T A N où T est l'intersection de (IJ) et (CG) :
IT/AN = CI/AC = 1/2 donc IT = AN/2
enfin dans l'ensemble J T G A N :
JT/AN = JG / AG = x/2 (d'après la première étape) donc JT = AN*x/2
Enfin IT+JT = 1/2 * AB et IT+JT = AN/2 + AN * x/2 d'où en posant AN=AB/y le résultat y=1+x
Bonjour
Réponse : y=x+1
Preuve: Si Jamo a choisi de définir M apr AM = AB/x et N par AN = AB/y, alors qu'intuitivement on aurait tendance à choisir AM = x' AB et AN = y' AB, il y a une raison car Jamo est très logique. La relation entre x et y est donc plus simple que celle entre 1/x et 1/y, à tel point qu'on peut conjecturer y = ax + b.
Deux expériences donnent alors :
x = 1 (M en B) ==> y = 2 (N milieu de AB, les médianes)
x tend vers +oo (M en A) ==> y tend vers +oo (N en A)
d'où a+b=2 et a=1 et finalement y=x+1
D'accord ce raisonnement n'est pas très mathématique
J'avoue donc avoir fait les calculs, du genre IG = IM et trouver en exprimant que AGAJ = 0 (alignement de A, G, J). la suite dans le même esprit.
Bruno
Bonjour,
Ma réponse : y=x+1
Rapide démonstration:
J'appelle K le point d'intersection de (IJ) et (CG).
1) droite des milieux dans ABC => (IJ)//(AB)
2) réciproque droite des milieux dans ANC => IK=AN/2
3) thalès dans le papillon AJKN => AN/KJ=GN/GK
4) thalès dans la papillon IMNK => MN/IK=GN/GK
5) donc d'après (3) et (4) => AN/KJ=MN/IK avec KJ=IJ-IK et MN=AM-AN
6) on remplace tout en fonction de AB, x et y puis on simplifie et on obtient la réponse y=x+1
@+
Clôture de l'énigme
en effet, la bonne réponse est tout "simplement" : y = x + 1
Pas mal d'approches différentes ont été employées, entre celles purement géométriques et d'autres analytiques.
Ainsi, le jour où vous rencontrerez par exemple un segment découpé en 7, vous saurez maintenant le découper en 8 morceaux. Utile, non ?
bonjour,
>>Plumemeteore
je ne l'ai pas oublié , il était très à la mode en 46-47 quand je passais mon bac et j'ai passé des heures sur ces problèmes de géométrie "dite élémentaire"cela m'a du reste servi quelques années plus tard à l'oral de l'agreg car il était toujours à la mode
cependant pour cet énigmo j'ai fait une démonstration vectorielle qui me semblait plus simple
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