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Exercices à Problemes ( BARYCENTRE )

Posté par
MlleChrome
26-10-10 à 12:53

"Ex 1 : ** exercice effacé ** Exercices à Problemes ( BARYCENTRE )


Ex 2:

ABCD est un tétraèdre.
on note I le milieu du segment [AB] et J le milieu su segment [CD].
   1. Soit G1 le barycentre du systéme de points pondérés {(A;1);(B;1);(C;-1);(D;1)}
Exprimer le vecteur IG1 en fonction du vecteur CD.
   2. Soit G2 le barycentre du système {(A;1);(B;1);(D;2)}  
Démontrer que G2 est le milieu de du segment  [ID]
   3. Démontrer que IG1DJ est un parallélogramme.
En déduire la position de G2 par rapport aux points G1 et J.
   4. Soit m un réel.
on note Gm le barycentre du système de points pondérés {(A;1);(B;1);(C;m-2);(D;m)}
     a. Donner l'ensemble E des valeurs de m pour lesquelles Gm existe.
     b. Dans la suite du problème, on suppose que m appartient a E.
Exprimer le vecteur IGm en fonction des vecteurs IC et ID
que peut on en déduire ?
     c. Démontrer que le vecteur mJGm est constant
     d. En déduire l'ensemble F des points Gm lorsque m décrit l'ensemble E."


Merci de m'aider

*** message dupliqué ***

Edit Coll : topic dupliqué, merci de respecter la FAQ, un problème = un topic

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 26-10-10 à 21:35

Bonjour,

1)
G1 = Barycentre A,1 B,1 C,-1 D,1
G1 = Barycentre I,2 C,-1, D,1
Sur cette base, il n'est pas bien dur d'exprimer le vecteur IG1 en fonction du vecteur CD.

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 26-10-10 à 22:49

Comme G1 = Barycentre A,1 B,1 C,-1 D,1
G1 = Barycentre I,2 C,-1, D,1
Alors
2G1I - G1C +G1D = vecteur nul
Donc : 2G1I - G1C + G1C + CD = vecteur nul  
Alors : 2G1I = - CD
C'est bon ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 26-10-10 à 22:51

Poursuis les calculs jusqu'au bout.

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 26-10-10 à 22:57

Donc G1I = -1/2 CD ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 26-10-10 à 23:03

Exprimer le vecteur IG1 en fonction du vecteur CD.

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 26-10-10 à 23:07

Ah Donc IG1 = 1/2 CD

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 26-10-10 à 23:23

OK

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 26-10-10 à 23:26

Merci beaucoup
De l'aide pour la 2 ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 26-10-10 à 23:28

2) est vraiment facile. Je te laisse y réfléchir.

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 26-10-10 à 23:51

Je n'arrive pas a me débarrasser de G2B..

G2 le barycentre du système {(A;1);(B;1);(D;2)}

G2A + G2B + 2G2D = vecteur nul
G2A + G2A + AB + 2G2I + 2ID = vecteur nul
2G2A + AG2 + G2B + 2ID = vecteur nul
G2A + G2B = - 2ID

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 07:38

2. G2 = Barycentre A,1 B,1 D,2
On applique le théorème d'associativité :
G2 = Barycentre I,2 D,2
Les coefficients de I et D sont les mêmes, donc G2 est le milieu de [ID]

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 09:34

J'avais pensé a l'associativité mais je n'étais pas sure alors j'ai utilisé Chasles ..

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 12:20

Cela marche tout aussi bien :
G2A + G2B + 2G2D = 0
G2I + IA + G2I + IB + 2G2D = 0
2G2I + 2G2D = 0
G2I + G2D = 0
G2 est le milieu de [ID]

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 12:48

Merci.
Pour la 3 il faut démontrer que
IG1 = JD ( vecteurs ) ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 13:25

Tu peux. Cela se déduit très facilement de 1.

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 13:43

Comme IG1 = 1/2 CD

alors IG1 = 1/2 CJ + 1/2 JD

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 13:48

et alors ?

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 23:03

Comment je peux conclure ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 23:05

3.
On sait que IG1 = (1/2)CD (en vecteurs)
Or J est le milieu du segment [CD]
Donc...

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 23:09

Donc IG1 = 2JD ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 23:11

Non.
Puisque J est le milieu du segment [CD], quel est le lien entre les vecteurs CD et JD ?

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 23:14

ils sont colinéaires

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 23:15

Quel coefficient entre les deux ?

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 23:18

CD=2JD

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 23:19

On sait que IG1 = (1/2)CD (en vecteurs)
Or J est le milieu du segment [CD]
Donc...

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 23:21

Donc IG1 = JD

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 23:22

Bravo.

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 27-10-10 à 23:39

Merci ^^'


En déduire la position de G2 par rapport aux points G1 et J.

G2 = m [ID]
G2 = 1/2 ID

IG1 = JD

IG1 - JI - ID = vecteur nul
ID + DG1 - ID = vecteur nul
DI + IG1 = vecteur nul
DI + JD = vecteur nul
.. je n'y arrives pas..

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 07:34

3.b.
Je ne suis pas sûr que tu cherches vraiment !
Cette question est de niveau Collège.

IG1DJ est un parallélogramme
G2 est le milieu de du segment [ID]
Utilise une propriété des parallélogrammes pour en déduire la position de G2 par rapport aux points G1 et J.

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 10:42

Donc G2 est le milieu du segment [G1J] car les diagonales d'un parallélogramme se coupent en leurs milieux.

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 10:49

OK.

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 11:02

4. Soit m un réel.
on note Gm le barycentre du système de points pondérés {(A;1);(B;1);(C;m-2);(D;m)}
     a. Donner l'ensemble E des valeurs de m pour lesquelles Gm existe.

Gm = bary {(A;1);(B;1);(C;m-2);(D;m)} pour que Gm existe il faut que alfa + Beta + gama + le dernier # 0
IL faut que m # 0. L'ensemble E des valeurs de m est défini sur l'ensemble R* ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 11:11

4.a. OK

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 11:24

   b. Dans la suite du problème, on suppose que m appartient a E.
Exprimer le vecteur IGm en fonction des vecteurs IC et ID
que peut on en déduire ?

Il faut utiliser la relation de Chasles ici ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 11:25

4.b.
Gm = bary {(A;1);(B;1);(C;m-2);(D;m)}
Commence par faire apparaître I au lieu de A et B

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 12:10

Gm = bary {(A;1);(B;1);(C;m-2);(D;m)}
I = bary (A;1)(B;1)
Gm bary {I;2)(C;m-2)(D;m)}

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 12:16

OK
Avec le cours, il est alors très facile d'exprimer le vecteur IGm en fonction des vecteurs IC et ID.

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 12:32

GmI + GmC + GmD = vecteur nul
GmI + GmI + IC + GmI + ID = vecteur nul
3 GmI + IC + ID = vecteur nul

IC + ID = IGm

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 13:10

La première ligne est fausse. Tu as oublié les coefficients.

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 13:19

Gm bary {I;2)(C;m-2)(D;m)}

2GmI +(m-2)GmC + mGmD = vecteur nul
2GmI +(2-m)GmI +(2-m)IC + mGmI + mID = vecteur nul
2GmI + 2x(2-m)GmI + (2-m)IC + mID = vecteur nul

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 13:22

On te demande d'exprimer le vecteur IGm en fonction des vecteurs IC et ID. Quel résultat final trouves-tu ?

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 13:29

2GmI + 2x(2-m)GmI + (2-m)IC + mID = vecteur nul

(2-m) IC + mID = 2IGm + 2x(2-m)IGm

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 13:31


On te demande d'exprimer le vecteur IGm en fonction des vecteurs IC et ID. Quel résultat final trouves-tu ?

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 13:35

ET bien les vecteurs ID et IC expriment le vecteur IGm non ?

(2-m) IC + mID = 2IGm + 2x(2-m)IGm ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 13:38

On te demande d'exprimer le vecteur IGm en fonction des vecteurs IC et ID.
On attend donc une égalité du genre :
IGm = (...)IC + (...)ID

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 15:10

Donc IGm = 1/2 IC + 1/2 ID ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 15:18

Non.

Posté par
MlleChrome
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 15:30

Non ?
Bah alors comment on peut trouver d'autre coeficient ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Exercices à Problemes ( BARYCENTRE ) 28-10-10 à 15:40

C'est absolument basique.

Soit tu travailles sur les vecteurs.
Soit tu appliques la formule du cours 3$\vec{AG}=\frac{\beta}{\alpha+\beta+\gamma}\vec{AB}+\frac{\gamma}{\alpha+\beta+\gamma}\vec{AC}

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