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Géométrie

Posté par
Sanghus
22-04-24 à 20:12

Soit A et B deux points distincts du cercle (C). À tout point M de ce cercle, distinct des points A et B, on associe le point P de la demi-droite [MA) tel que MP=MB.
Déterminer l'ensemble des points P lorsque M décrit le cercle (C) privé des points A et B.
Je sais que M appartient à la médiatrice du segment [PB] mais à partir de là je ne sais plus quoi faire.
Besoin d'aide svp

***Forum modifié en fonction du niveau indiqué dans le profil***

Posté par
carpediem
re : Géométrie 22-04-24 à 20:38

salut

on peut remarquer rien n'interdit de prendre M = B et alors M = B = P

par contre il y a un (faux) problème si M = A


moi je dirais plutôt que P appartient au cercle de centre M et de rayon MB

et je t'invite à considérer aussi la médiatrice du segment [AB] et lorsque M appartient à celle-ci ...

Posté par
Sanghus
re : Géométrie 22-04-24 à 20:48

Merci pour ton aide précieuse.
M est supposé être distinct des points A et B donc je ne comprends pas pourquoi tu supposes que M=B?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie 22-04-24 à 20:58

Bonjour,

une figure aurait été bienvenue.

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q05 - Puis-je insérer une image dans mon message ? Comment faire ? Quelle image est autorisée ?


en tout cas

parce que on exclut B à tort.
il est particulièrement intéressant de se poser la question pourquoi l'énoncé exclut A et B

Quoi qu'il en soit :

d'une part le lieu est formé de deux morceaux disjoints selon que M appartient à l'un ou l'autre des arcs AB
en fait cela se regroupe si on considère la réunion des lieux de P et du symétrique P' de P par rapport à M (les deux points de la droite (MA) avec MP = MP' = MB)

que penses tu de l'angle AMB ?
et donc de l'angle APB ?
(dans chacun des deux cas, M sur le petit ou le grand arc AB)

Posté par
hekla
re : Géométrie 22-04-24 à 21:02

Bonsoir
Une figureGéométrie

En activant la trace de P, vous pourriez avoir des idées.

M n'est pas un point fixe, comment peut-on avoir un cercle de centre M

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie 22-04-24 à 21:45

on peut toujours considérer un cercle (variable) de centre M
- pour construire la figure
- ou pour obtenir des propriétés de cette figure
ça ne veut pas dire que ce qu'on cherche est ce cercle là !

Posté par
carpediem
re : Géométrie 23-04-24 à 09:44

merci mathafou pour les compléments et je dirai même plus : on peut toujours considérer LE cercle trigonométrique et A le point de coordonnées (1, 0). (ou du moins sur les axes dans le cas d'une étude analytique)

le point M est alors libre sur ce cercle.

hekla : plutôt que la commande trace il existe un outil bien plus puissant : la commande lieu qui donne directement le résultat.

et pour compléter mon premier msg : quelle est la limite de la (demi-) droite (MA) lorsque M tend vers A ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie 23-04-24 à 10:16

cette limite va apparaitre pour définir les points limites du lieu...
d'où l'intérêt de l'étudier. (sinon on va avoir du mal à le définir précisément, ce lieu)

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Géométrie 23-04-24 à 15:37

Bonjour,
Vu le changement de niveau pour ce sujet, on peut faire intervenir des similitudes ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie 23-04-24 à 16:21

Bonjour Sylvieg,
sans doute, mais pas sûr que ça serve.
moi je vois plutôt des angles (orientés ou pas) dans le coup
en deux ou quatre domaines distincts à étudier séparément. (forcément avec cet énoncé là)

mais c'est supérieur/autre (autre que maths ? donc math niveau lycée ?)
le changement de forum a-t-il égaré le demandeur ? il ne répond plus...

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Géométrie 23-04-24 à 17:35

Il me semble que le triangle BMP reste semblable à lui même quand le point M décrit un des arcs AB.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie 23-04-24 à 17:52

tout à fait.
du coup l'idée de la similitude marche très bien et c'est le plus "expéditif"

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Géométrie 25-04-24 à 11:58

Bonjour

Si mes calculs sont bons le lieu cherché est

la réunion de deux arcs de cercles d'extrémités A et B

de centres les deux points du cercle (C) milieux des deux arcs

d'extrémités A et B.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie 25-04-24 à 12:54

bonjour,

d'extrémités A et B
non, c'est un peu plus. (le double)

Géométrie

Posté par
lake
re : Géométrie 25-04-24 à 14:40

Bonjour,
Enfin une figure !
On pourrait y ajouter la tangente en A au cercle (O) et éventuellement le cercle de centre A qui passe par B.

Posté par
carpediem
re : Géométrie 25-04-24 à 14:49

on peut remarquer que l'angle inscrit BMP = BMA est constant (suivant les deux arcs AB considérés) et que le triangle BMP est isocèle en M donc l'angle BPA est constant

or le lieu des points P tel que l'angle BPA est constant est un (arc de) cercle

donc le point P appartient à deux arcs (suivant l'arc AB considéré) de cercle d'extrémité B et passant par A

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie 25-04-24 à 17:46

oui, avec quelques détails sur l'orientation des angles, c'est ce que j'avais imaginé dans mon premier message.
parce que avec des angles géométriques ("ordinaires"), il est nécessaire de le faire en 4 fois :

M sur BJ\hspace{-1.2em}\raisebox{1.5ex}{\frown}
M sur JA\hspace{-1.2em}\raisebox{1.5ex}{\frown}
M sur AI\hspace{-1.0em}\raisebox{1.5ex}{\frown}
M sur IB\hspace{-1.1em}\raisebox{1.5ex}{\frown}

Géométrie
et de même pour les deux autres

on peut réduire à deux si on utilise des angles orientés de droites
ou si on utilise la similitude de Sylvieg

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Géométrie 26-04-24 à 02:36

Effectivement mathafou je m'en suis persuadé analytiquement :


\bullet On munit le plan (complexe) d'un repère orthonormal tel que les points O , A , B , M et P


aient respectivement les affixes 0 , 1 , e^{2ia}~(0<a<\pi) , e^{it}~(0<t<2\pi~,~t\neq2a) et z.

Avec les hypothèses de l'exercice on aboutit aux relations \blue\Large\boxed{\left\lbrace\begin{array}l z=-e^{ia}+(1+e^{-ia})e^{it}~~,~~0<t<2a \\\\ z=e^{ia}+(1-e^{-ia})e^{it}~~,~~2a<t<2\pi \end{array}}

et on voit clairement que \Large\boxed{\left\lbrace\begin{array}l |z+e^{ia}|=|1+e^{ia}|~~,~~0<t<2a \\\\ |z-e^{ia}|=|1-e^{ia}|~~,~~2a<t<2\pi \end{array}}

ce qui veut dire que lorsque le point M se déplace (dans le sens positif) sur le cercle (C) en partant de A


le point P se déplace (dans le sens positif) sur le cercle de centre J(-e^{ia}) et de rayon |1+e^{ia}|=JA=JB en partant du point D(1-2i\sin a)


le point P atteint A quand M atteint le point I(e^{ia}), puis atteint B en même temps que M.


Quand M dépasse B le point P se déplace (dans le sens positif) sur le cercle de centre I(e^{ia}) et de rayon |1-e^{ia}|=IA=IB


P repasse par A quand M atteint J puis atterrit sur le point C(1+2i\sin a) quand M termine son tour et arrive en A.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Géométrie 26-04-24 à 02:38

voir figure de mathafou

Géométrie

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Géométrie 26-04-24 à 14:51

La figure est plus esthétique dans le cas particulier où A et B sont diamétralement opposés

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Géométrie 29-04-24 à 01:22

Une figure

Géométrie

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Géométrie 30-04-24 à 08:57

Bonjour,
Me voici de retour chez moi avec un vrai ordinateur
Une remarque :
Il est facile de démontrer que le point M est sur un des cercles de centre I ou J passant par les points A et B.
Les points I et J étant les points d'intersection de la médiatrice de [AB] avec le cercle (C).

Si les points M et I ne sont pas sur le même arc d'extrémités A et B, alors la droite (MI) est la bissectrice (intérieure) issue de M du triangle AMB.
La droite (MI) est donc aussi la bissectrice issue de M du triangle PMB.
Or ce triangle est isocèle en M ; la droite (MI) est donc la médiatrice de [BP].
D'où IB = IP.

Idem avec J

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Géométrie 01-05-24 à 03:13

Félicitations pour le nouveau ordinateur Sylvieg

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Géométrie 01-05-24 à 07:48

Ce n'est pas un nouvel ordinateur, loin de là : Il a près de 14 ans et toutes ses dents.
J'étais en déplacement

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Géométrie 01-05-24 à 14:59

Une figure avec la tangente évoquée par lake :
Géométrie

Posté par
lake
re : Géométrie 01-05-24 à 16:47

Bonjour,
Sylvieg m'oblige quasiment à parler de moi à la troisième personne. J'en suis désolé.
Et donc la "tangente de lake" est purement accessoire.
Le principal est la remarque de Sylvieg ici :

Citation :
Il me semble que le triangle BMP reste semblable à lui même quand le point M décrit un des arcs AB.

où cette page du vieux grimoire prend subitement toute sa saveur :
Géométrie
En particulier ceci :
Deux cercles sécants se correspondent dans une similitude directe qui a pour centre l'un de leurs points communs, et la droite qui joint deux points homologues sur ces cercles passe par l'autre point commun.
Évidemment à adapter à l'exercice proposé en distinguant les deux cas de figure.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie 01-05-24 à 17:07

Mouais.
L'idée de Sylvieg sur la similitude, je l'avais comprise ainsi :

pour M dans un des deux arcs (AB) l'angle AMP = AMB est constant ("arc capable")
le triangle BMP étant isocèle et l'angle en M constant est donc constamment semblable, disons au triangle AJB (ou AIB) = un cas particulier de M en J (ou I) BMP ~ BJA (ou BIA)
par conséquent P se déduit de M par la similitude de centre B qui transforme J en A (ou I en A)
et donc le lieu de P est l'image de l'arc de cercle contenant M par cette similitude etc ( centre et extrémités de cet arc)

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Géométrie 02-05-24 à 15:06

@lake

Citation :
la "tangente de lake" est purement accessoire
Elle permet de construire facilement l'extrémité autre que B de chacun des deux arcs

@mathafou,
Je n'avais pas pensé à utiliser les images des points I et J par les similitudes.
A vrai dire, je m'étais contenté de trouver qu'on obtenait la réunion de deux arcs de cercle, sans trop savoir comment déterminer leur seconde extrémité.
Je faisais des figures à main levée, sans compas.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie 02-05-24 à 17:46

Pou( construire l'extrémité de l'arc , la similitude citée le donne aussi vu que BAC est l'image de BJA dans cette similitude (quand M est en B)

Géométrie

on en déduit que C est le symétrique de B par rapport à (MI)
ou d'autres constructions équivalentes.
sans faire intervenir le cas limite d'un angle inscrit avec une tangente.



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