ABCD est un parallélogramme , H et K et L tel que
DK→ =(α+2) DB→
Et CL→= α BC→
Et α est un réel connu
Et M est l'intersection de (DL) et (CK)
Montrez que DM→ = (α+2)/( α²+2 α+2) DL→
La solution que je propose est :
Soit M' un point tel que : D M'→ = (α+2)/( α²+2 α+2) DL→
Donc D M'→ - (α+2)/( α²+2 α+2) DL→ = 0
Ce qui veut dire ( α²+2 α+2) / ( α²+2 α+2) D M'→ - (α+2) /( α²+2 α+2) DL→ =0
( α²+2 α+2) D M'→ - (α+2) DL→ =0
(α²+2 α+2- α-2)M'D→ = -(α+2)M'L→
(α²+α) M'D→+(α+2) M'L→ =0
Donc M' est barycentre de {(D,α²+α ), (L, α+2)}
M' Є (DL)
D'autre part, on a
DK→ =(α+2) DB→
DK→ - (α+2) DB→ =0
-α DK→+ α(α+2) DB→=0
Donc en utilisant l'associativité (D,α²+α) est barycentre de {(K,-α), (B,α²+2α)}
Et aussi : CL→= α BC→
(1+α)LC→ = α LB→ donc (α+2)(α+1) LC→ - α(α+2)LB→ = 0
Ce qui veut dire que (L,α+2) est barycentre de {(C, (α+2)(α+1)) , (B, -α ( α+2))}
On a M' est barycentre de {(D,α²+α ), (L, α+2)} donc M' est barycentre de {(C, (α+2)(α+1)) , (B, -α ( α+2)), (K,-α), (B,α²+2α)}
M' est barycentre de {(C, (α+2)(α+1)) , (B, -α ( α+2)), (K,-α), (B,α(α+2)) }
M' est bary{(C, (α+2)(α+1)) , (K,-α)}
M' appartient à (CK)
On a M' Є (DL) et M' Є (CK) donc M' est l'intersection de (DL) et (CK) donc M' = M
Conclusion : DM→ = (α+2)/( α²+2 α+2) DL→
Voici une autre méthode, peut-être un peu moins longue :
Le point M, intersection des droites CK et DL, peut être considéré comme barycentre des points C et K d'une part, et des points D et L d'autre part, avec des coefficients appropriés. On a donc
M bar(K,k),(C,c)
M bar(L,l),(D,d) (1)
Il ressort des données de l'énoncé que les points K et L sont des barycentres, savoir
K bar (B,(a+2)),(D,-(a+1))
L bar(B,a),(C,-(a+1)).
On peut donc écrire M bar(B,(a+2)),(D,-(a+1), C,c) à condition que k = 1.
De même, M bar(B,a),(C,-(a+1)),(D,d) à condition que l = - 1.
Ces écritures, qui définissent toutes deux le point M comme barycentre des points B, C et D, auront les mêmes coefficients pour le point B si on multiplie ceux de la première par a et ceux de la seconde par (a + 2), ce qui donne
M bar(B,(a+2)a),(C,ac),(D,-(a+1)a)
M bar (B,(a+2)a),(C,-(a+1)(a+2)),(D,(a+2)d).
Les coefficients du point D seront égaux si d = - a(a + 1)/(a + 2).
La relation (1) peut donc s'écrire
M bar (L,-1),(D,-a(a+1)/(a+2)), ce qui s'écrit vectoriellement ML + MD(a+1)a/(a + 2) = 0, ou encore
DM = DL(a + 2)/(a² + 2a + 2).
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