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Niveau Maths sup
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Géométrie euclidienne pas évidente

Posté par
Calia
17-11-06 à 22:08

Bonsoir,

J'ai trouvé une méthode de résolution pour le problème qui suit, mais je me suis rendue compte que j'avais présupposée une donnée, et du coup je ne vois pas comment faire:bide:

"Dans le plan affine euclidien, soit un triangle ABC dont tous les angles sont aigus. Pour tous les points M de l'intervalle ]B,C[, N de l'intervalle ]C,A[ et P de l'intervalle ]A,B[, on note lamba(M,N,P) le périmètre du triangle MNP.
Voici la fameuse question : Montrer que : M(indice1)M(indice2) = 2 AM sin(ABC) (il manque le "petit chapeau").
Une piste serait la bienvenue, merci beaucoup

Posté par
Cauchy
re : Géométrie euclidienne pas évidente 17-11-06 à 22:16

Bonsoir,

c'est quoi M(indice 1)?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 18-11-06 à 02:27

Bonjour,

Triangle orthique ?
http://webpublic.ac-dijon.fr/pedago/maths/experiences/sequences/fagnano/fagnano.htm
Cela peut apparemment servir de base à des activités en Troisième.
Un énoncé complet serait bienvenu...

Nicolas

Posté par
Calia
re : Géométrie euclidienne pas évidente 18-11-06 à 14:46

Rebonjour,

Merci pour vos réponses.
M(indice 1) c'est en fait M avec le chiffre 1 en indice, mais je ne sais pas le transcrire avec un clavier d'ordi... c'est ce que je voulais dire.

Nicolas, ton lien ne s'affiche pas...

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 18-11-06 à 14:48

Calia, quelle est la définition de M1 et M2 ? Tu ne nous le dis pas !

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 18-11-06 à 14:49

Posté par
Cauchy
re : Géométrie euclidienne pas évidente 18-11-06 à 14:50

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 18-11-06 à 14:51

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 18-11-06 à 14:52

Ne t'énerve pas Nicolas, ne désespère pas...Calia est tellement dans son problème qu'elle ne s'en est pas aperçu!

Posté par
Cauchy
re : Géométrie euclidienne pas évidente 18-11-06 à 14:59

On en saura plus au prochain épisode

Posté par
Calia
re : Géométrie euclidienne pas évidente 19-11-06 à 13:23

Bonjour!

je vois que M n'est pas défini
et pourtant je vous assure que c'est exactement l'énoncé (complet) et mot pour mot : je dois me débrouiller avec ça!
je vais suivre la piste du triangle orthique. En fixant un point M quelconque sur l'intervalle ]B,C[ ça devrait être bon, non?

merci bien

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 19-11-06 à 13:46

M est bien défini : c'est un point quelconque de ]BC[.
La question est : qui sont les M1 et M2 dont tu parles ?

Posté par
Calia
re : Géométrie euclidienne pas évidente 19-11-06 à 18:52

Wahou....... ce que je suis endormie!! vraiment désolé!

M_1 est le symétrique orthogonal de M par rapport à la droite (AB)et M_2 est le symétrique de M par rapport à (CA).

sorry...

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 19-11-06 à 18:52

Il était temps...

Posté par
Calia
re : Géométrie euclidienne pas évidente 19-11-06 à 18:55

:s

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 19-11-06 à 19:24

Es-tu sûre que ce n'est pas avec le sinus de l'angle a au point A ??
L'énoncé est disymétrique, je pense que c'est plutôt ça, non?


Une piste: Introduis N1 et N2, points d'intersection de MM1 avec AB et de MM2 avec AC puis remarque que M1M2 = 2N1N2.


Après peut-être peut-on s'intéresser à des produits scalaires comme 3$\vec{N_1N_2}.\vec{CA} et

3$\vec{N_1N_2}.\vec{BA} et essayer d'utiliser les angles droits, Chasles,

le fait que l'angle 3$\widehat{(\vec{CA} ; \vec{MN_1}}) a pour mesure 3$\frac{\pi}{2}-a

, et peut-être également la relation



3$ \rm \frac{N_1N_2}{sin a} = \frac{AN_1}{sin (\widehat{AN_2N_1})} = \frac{AN_2}{sin (\widehat{AN_1N_2})}

Posté par
Calia
re : Géométrie euclidienne pas évidente 19-11-06 à 19:26

Merci beaucoup pour ton aide Tigweg

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 19-11-06 à 19:26

Mais je t'en prie, je ne sais pas si cela aboutira...

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 20-11-06 à 10:50

(merci TeXgraph)

Géométrie euclidienne pas évidente

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 20-11-06 à 10:51

Bonjour,

Soit t tel que : M = \mathrm{Barycentre\ }B,t\; C,1-t

1. Calculons AM^2 :
AM^2 = \left(t\vec{AB}+(1-t)\vec{AC}\right)^2
\fbox{AM^2 = t^2c^2+(1-t)^2b^2+2t(1-t)bc\,\cos\widehat{BAC}}

2. Calculons MM_1, MM_2 puis M_1M_2

D'après la formule donnant l'aire d'un triangle :
MM_1=\frac{4\mathscr{A}(AMB)}{c}
Or la droite (AM) sépare le triangle ABC en deux triangles dont les aires sont proportionnelles à 1-t et t. C'est une propriété simple, de niveau collège, mais pas souvent citée. Voir par exemple ce fil, mon message de 17/10/2006 à 17:33. Donc \mathscr{A}(AMB)=t\mathscr{A}(ABC) et :
MM_1=\frac{4(1-t)\mathscr{A}(ABC)}{c}
Or \mathscr{A}(ABC)=\frac{1}{2}bc\sin\widehat{BAC}, donc :
\fbox{MM_1=2b(1-t)\sin\widehat{BAC}}

De même :
\fbox{MM_2=2ct\sin\widehat{BAC}}

Par conséquent, en considérant le triangle MM_1M_2 :
M_1M_2^2=MM_1^2+MM_2^2-2.MM_1.MM_2.\cos\widehat{M_1MM_2}
Or, en considérant la somme des angles du quadrilatère AH_1MH_2 (où H_1 et H_2 sont les projetés orthogonaux de M sur (AB) et (AC)), on sait que \widehat{M_1MM_2}=\pi-\widehat{BAC}. Donc :
M_1M_2^2=MM_1^2+MM_2^2+2.MM_1.MM_2.\cos\widehat{BAC}
Utilisons maintenant les expressions de MM_1 et MM_2 trouvées ci-dessus :
M_1M_2^2=4\sin^2\widehat{BAC}\left(b^2(1-t)^2+c^2t^2+2bct(1-t)\cos\widehat{BAC}\right)
M_1M_2^2=4\sin^2\widehat{BAC}\, AM^2
\fbox{M_1M_2=2\, AM\, \sin\widehat{BAC}}

Sauf erreur.

Nicolas

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 20-11-06 à 19:31

Bonjour et bravo Nicolas, superbe démonstration!
C'est magnifique la géométrie, vraiment!

Je n'ai pas eu le temps de fouiller les pistes que j'avais indiquées, si je trouve une autre solution, je reposterai!

Bonne soirée à toi!



Tigweg

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 21-11-06 à 07:25

Merci Tigweg.
J'aime beaucoup la géométrie aussi.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 21-11-06 à 07:27

Ca se voit, d'ailleurs!

Bonne journée à toi!

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 21-11-06 à 16:33

Rebonjour, je pense avoir trouvé une solution élémentaire à ce problème !!!
La voici :



En reprenant la figure et les notations de Nicolas, il faut prouver que

4$ \rm H_1H_2 = AM.sin a.

Ne conservons de la figure que le quadrilatère MH1AH2, qui possède des angles droits en H1 et H2, et d'angle a au sommet A.

Ce quadrilatère est donc inscriptible dans un cercle C de diamètre AM = 2R, qui est aussi le cercle circonscrit au triangle AH1H2.


On a donc la relation métrique suivante:


4$ \rm \frac{H_1H_2}{sin a} = \frac{AH_2}{sin (\widehat{AH_1H_2})} = \frac{AH_1}{sin (\widehat{AH_2H_1})} = 2R , d'où, directement:



5$ \rm H_1H_2 = 2R sin a = AM sin a et

5$ \rm M_1M_2 = 2H_1H_2 = 2AM sin(\widehat{BAC}).


Je sentais bien qu'on pouvait travailler directement avec les points H1 et H2
pour se débarrasser du facteur 2!


C'est vraiment chouette la géométrie, j'adore ta démonstration Nico, et nous avons exploré des chemins radicalement opposés!
Tigweg

Posté par
Calia
re : Géométrie euclidienne pas évidente 21-11-06 à 19:07

je vais bien regarder ça!! merci

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 21-11-06 à 19:11

OK, pas de quoi!

Tigweg

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 22-11-06 à 06:33

Bravo !
Beaucoup mieux que mon rouleau-compresseur.

Géométrie euclidienne pas évidente

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Géométrie euclidienne pas évidente 22-11-06 à 11:46



Sans doute plus simple en effet, mais tu utilises des résultats tellement intéressants dans la tienne que je ne suis pas sûr de préférer la mienne!
L'avantage de la tienne, en fait, est qu'elle est généralisabe à des figures plus complexes.


Tigweg



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