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Niveau Prepa (autre)
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Exercice niveau prépa

Posté par
Charlymo
01-11-19 à 16:48

Bonjour,
Je me suis pris la tête sur cette exercice en essayant plusieurs méthodes, mais, en vain, rien n'a fonctionné. Pourriez-vous me guider s'il-vous-plaît ?

Voici l'énoncé:
Dans un repère orthonormé, on considère un cercle de rayon 1 et de centre (1;1).  A(1;0) et B(0;1) ses points de tangence avec l'axe des abscisses et l'axe des ordonnées.
Soit M(xm;ym) un autre point du cercle. On note D la tangente au cercle au point M. On note ses points d'intersection avec les axes du repère P et Q.
Montrer que (OM), (AQ) et (BP) sont concourantes.

Posté par
matheuxmatou
re : Exercice niveau prépa 01-11-19 à 17:08

bonjour

faudrait préciser que P est sur les abscisses et Q sur les ordonnées, sinon c'est simple, elles concourrent en O

si tu ne vois rien d'autre tu peux toujours procéder de façon analytique avec les équations

tu es en prépa quoi ?

Posté par
Charlymo
re : Exercice niveau prépa 01-11-19 à 17:18

Comment voyez-vous qu'elles concourent en O ? J'ai fait plusieurs situations hier et l'intersection des droites n'a jamais été O

Je suis en prépa CPGE !

J'ai essayé de résoudre le système formées par les équations cartésiennes des droites (AQ), (OM) et (BP) sans résultat. J'ai aussi essayé une histoire de bissectrices : si les points A, B et M formaient un triangle inscrit dans le cercle. Comme chaque droite passe par un sommet du triangle. Mais là encore, sans résultat.

Posté par
matheuxmatou
re : Exercice niveau prépa 01-11-19 à 17:23

je ne sait pas si tu lis attentivement ce que j'écris

tu ne précises pas où sont les points P et Q .... !

P est sur quel axe ?

Posté par
Charlymo
re : Exercice niveau prépa 01-11-19 à 17:23

*CPGE ATS

Posté par
Charlymo
re : Exercice niveau prépa 01-11-19 à 17:24

Pardon !
Mon énoncé ne le précise pas donc j'imagine que c'est les axes respectifs. Donc P est sur l'axe des abscisses et Q est sur l'axe des ordonnées

Posté par
matheuxmatou
re : Exercice niveau prépa 01-11-19 à 17:29

c'est ce que je dis ! si c'était le contraire ce serait simple

bref

prends M(1+cos(t) ; 1+sin(t))
avec t différent de pi et 3pi/2 modulo 2pi
et écris tes équations...

Posté par
matheuxmatou
re : Exercice niveau prépa 01-11-19 à 17:34

en fait t différent de 0 modulo pi/2 sinon P et Q ne sont pas définis

Posté par
Charlymo
re : Exercice niveau prépa 01-11-19 à 17:47

(OM): (-1-sin(t))x+(1+cos(t))y=0
IM (cos(t); sin(t)) donc D: cos(t)x+sin(t)y-cos(t)-sin(t)-1=0

J'ai un peu de mal

Posté par
Charlymo
re : Exercice niveau prépa 01-11-19 à 17:50

Et comme P et Q sont sur D on peut définir leurs coordonnées

Posté par
XZ19
re : Exercice niveau prépa 01-11-19 à 22:30

Bonjour
Vu l'exercice, on est amené à se poser la question suivante: pourquoi avoir choisi 2 tangentes perpendiculaires?
Il me semble bien que c'est pour rendre l'exercice plus facile à résoudre.
Il serait bien de vérifier que la propriété reste vraie pour 3 tangentes qcq et que ça reste encore vrai pour une conique quelconque.

Posté par
luzak
re : Exercice niveau prépa 01-11-19 à 23:33

Bonsoir !
Théorème de Céva : \dfrac{\bar{A0}}{\bar{AP}}\,\dfrac{\bar{MP}}{\bar{MQ}}\,\dfrac{\bar{BQ}}{\bar{B0}} est négatif et sa valeur absolue est 1 puisque OA=OB,\;PA=PM,\;QM=QB.
Les tangentes orthogonales ne servent à rien, et cela reste vrai pour une conique quelconque.

Posté par
Charlymo
re : Exercice niveau prépa 02-11-19 à 09:19

Bonjour,

J'en ai entendu parler du théorème de Ceva mais le problème c'est que je ne l'ai pas vu, alors j'aurais voulu faire autrement 🥵

Posté par
alb12
re : Exercice niveau prépa 02-11-19 à 13:16

salut,
demande à ton prof si tu peux utiliser Ceva

Posté par
XZ19
re : Exercice niveau prépa 02-11-19 à 15:37

Bonjour
Il n'y a pas besoin de connaître le th de Ceva pour faie l'exercice et même pour le généraliser.  Le tout est de bien mener ses calculs.  
L'équation du cercle  (x - 1)^2 + (y - 1)^2 - 1 =0 et la tangente au cercle en un point
M0=(x0,y0)  a pour équation  (x0-1) x+(y0-1)y+1-x0-y0=0.
Il n'est pas difficile  de calculer les coordonnées de P et Q et ainsi les droites
QA  et PB  ont pour équation respectives: qa(x,y)=(x0+y0-1)x+(y0-1)y +(1-x0-y0)=0
et pb(x,y)=(1-x0) x +(1-x0-y0)  y+(x0+y0-1)=0.

Evidemment la droite d'équation qa(x,y)+pb(x,y)=0  est une droite concourante avec (QA) et (PB)
mais  qa(x,y)+pb(x,y)=0  se simplifie en y0 x-x0y=0  , c'est la droite qui passe par O et M,
cqfd  

Posté par
Charlymo
re : Exercice niveau prépa 02-11-19 à 15:53

Bonjour
J'avais essayé de trouver P et Q après avoir trouver la tangente de M(x;y) mais ça ne donnait rien de tel. Je vais refaire les calculs. Je me suis planté c'est sur et certain. Merci beaucoup pour votre aide  !

Posté par
XZ19
re : Exercice niveau prépa 02-11-19 à 15:59

Mais as tu trouvé la même équation que moi?  Si c'est le cas il n'est pas difficile de trouver P et Q.
Par exemplle P=(x_p,0)    et on remplace dans l'équation ...  

Posté par
Charlymo
re : Exercice niveau prépa 02-11-19 à 18:01

Je n'ai pas encore eu le temps de le faire.
Là, je viens de m'y mettre.
Pour l'équation de la droite D, soit la tangente en M : (x0-1)x+(y0-1)y-x0-y0+2=0
Après comme P(xp,0) , ça donne (x0-1)x-x0-y0+2=0
<=> x = (x0+y0-2) / (x0+1) = 1 + (y0-1) / (x0-1)
Puis comme Q(0,yq), ça donne y= 1 + (x0-1) / (y0-1)
Maintenant je vais trouver les équations des droites

Posté par
luzak
re : Exercice niveau prépa 03-11-19 à 09:54

Avec quelques souvenirs sur les coniques, voici ce qu'on peut faire pour généraliser.

Si f(x,y)=0 est l'équation d'une conique, en notant X^T=\begin{pmatrix}x &y  & 1\end{pmatrix} il existe une matrice symétrique Q\in\mathcal{M}_3(\R) telle que f(x,y)=X^TQX.
Si M_k=(x_k,y_k),\;0\leq k\leq2 sont trois points de la conique, en notant X_k^T=\begin{pmatrix}x_k  &y_k  &1\end{pmatrix} la tangente T_k en M_k a pour équation X_k^TQX=0.

Soit P_k l'intersection (éventuellement rejetée à l'infini) des droites T_i,T_j,\;(i,j)\in\{0,1,2\}\setminus\{k\} toute droite passant par P_k a une équation de la forme \lambda X_i^TQX+\mu X_j^TQX=0 et la droite P_kM_k aura pour équation \Delta_k(x,y)=X_j^TQX_kX_i^TQX-X_i^TQX_kX_j^QX=0.

En notant que X_jX_k^T=X_kX_j^T on voit alors que la somme des polynômes  \Delta_i(x,y) est identiquement nulle, ce qui prouve que les droites P_0M_0,\,P_1M_1,\;P_2M_2 sont concourantes ou parallèles.

Posté par
Charlymo
re : Exercice niveau prépa 05-11-19 à 15:32

Merci beaucoup ! Mais c'était bien trop compliqué pour moi luzak 😥

Mais j'ai fini par répondre correctement à l'exercice. En utilisant (xo-1)^2+(yo-1)^2=1 comme M est sur le cercle. Donc xo^2+yo^2=  xo + yo -2 que j'ai inséré dans la dernière équation pour montrer que le point était sur la droite !



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