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isométries

Posté par
letonio
04-11-06 à 11:26

Bonjour à tous,
J'ai du mal à comprendre comment aborder cet exo.

Dans IR^2 muni du produit scalaire euclidien.
Soient u1 et u2 deux vecteurs non colinéaires de IR^2, soient s1 et s2 les symétries orhogonales par rapport à la droite engendrée par u1 u2. On pose
=(u1,u2)  (l'angle...)

Caractériser géométriquement la transformation s1 o s2.

Pourriez-vous m'aider à décortiquer l'exercice?

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 11:37

Bonjour letonio

Dans le plan, on n'a pas vraiment le choix. Les isométries, il n'y a pas tellements (et les vectorielles, encore moins ).
Peux-tu me dire quels sont les cas possibles ?

Kaiser

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 11:41

rotations et symétries?

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 11:46

oui (et l'identité ) !
D'abord, peut-on avoir l'identité dans le cas qui nous occupe ?

Kaiser

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 11:54

Non puisque s1 différent de s2^-1

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 11:57

Hum je ne sais pas trop comment prouver que l'on n'a pas l'identité...
Peut-être en utilisant le fait que u1 et u2 ne sont pas colinéaires, et que donc s1 et s2 ne sont pas des symétries par rapport à la même droite...

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 11:59

Houlà c'est pas très en ordre dans ma tête.

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 12:02

C'est bien ça.
Pour montrer que la composée de deux symétries n'est pas l'identité, il suffit de montrer qu'elles ne sont pas égales (car la réciproque d'une symétrie, c'est ele-même).
Comme les deux vecteurs, ne ont pas colinéaires, on en déduit le résultat.
Maintenant, rotation ou symétrie ?

Kaiser

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:05

rotation parce que je le sens comme ça

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 12:07

Oui c'est bien ça mais je ne pense pas que ton prof sera du même avis
Par définition, qu'est-ce qu'une rotation ?

Kaiser

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:08

On utilise à la suite deux symétries différentes (qui sont pour moi des rotations particulières, arrête moi si je me trompe). Donc on obtient une rotation.
Mais pourquoi pas une symétrie???

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:11

une rotation c'est une application dont la matrice est du type
( cos theta    sin theta
  -sin (theta  cos theta)     quelle que soit la base, où theta ne dépend pas de la base

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 12:12

Attention, une symétrie, ce n'est absolument pas une rotation !
La définition que j'ai des rotations du plan, c'est l'ensemble des endomorphismes othogonaux de \Large{\mathbb{R}^{2}} différents de l'identité qui sont de déterminant égal à 1.
Les symétries sont celles de detérminant égal à -1.

Kaiser

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:16

ok c'est vrai. Compris. J'ai les mêmes définitions.

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 12:18

OK !
Alors, pourquoi est-ce une rotation (autrement dit, pourquoi son déterminant vaut 1) ?

Kaiser

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:21

Hum hum une piste?

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:21

Oui ne dis rien je sais

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:21

dét (s1os2)= dets1 . dets2= 1

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:22

Oups je ne suis pas sûr d'avoir le droit d'écrire ça pour une composition de fonctions :/

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 12:23

c'est bien ça.
À présent, que reste-t-il à faire pour caractériser complètement cette rotation ?

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 12:24

Citation :
Oups je ne suis pas sûr d'avoir le droit d'écrire ça pour une composition de fonctions :/


Si tu as le droit car le déterminant d'une composeé, c'est le produit des déterminants.

Kaiser

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:25

Ah oui c'est vrai que ça correspond bien à la version matricielle que je connais...

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:26

Donc maintenant il faut trouver theta, je suppose

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:26

theta, l'angle de rotation

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 12:29

Oui, sauf que la notation \Large{\theta} est déjà prise !
Si tu le veux bien, appelons \Large{\varphi} l'angle de la rotation.

Comment le détermine-t-on ?

Kaiser

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 12:34

C'est là qu'il y a un gros blanc dans ma tête

Ma première idée serait de calculer s1os2 (v1)  et s1os2(v2)
où vi= ui/||ui||  i=1,2
ce qui permet d'obtenir s1os2(x) pour tout x puisque v1 et v2 forment une base.

On obtient ainsi la matrice de s1os2 dans la base (v1,v2)...

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 13:38

Sauf que \Large{v_{1}} et \Large{v_{2}} ne sont pas orthogonaux.
Par contre, ton idée de calculer l'image de \Large{v_{1}} a du bon.
Qu'obtiens-tu ?

Kaiser

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 18:11

voilà ce que je trouve

s2(v1)= -v1+ 2 cos theta v2     avec theta = (v1,v2)   (angle)
et par linéarité:
s1os2(v1)= -s1os2(v1)+ 2cos theta s1os2(v2)

Mais je ne vois pas trop où ça m'amène. Je suppose donc à la lecture de ton message que je dois prendre une base orthonormée.

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 18:22

Oups, je suis désolé !
En fait, je pense que cela aurait été plus simple de calculer l'image de \Large{v_{2}}.
Sinon, tu peux aussi considérer une base orthonormée directe dont le premier vecteur est \Large{\frac{v_{1}}{||v_{1}||}} et exprimer cette rotation dans cette base.

Kaiser

Posté par
letonio
re : isométries 04-11-06 à 18:47

Bon j'ai finalement pris une base orthonormée (v2,w2) avec v2= u2/||u2||
Je comprends comment on arrive à dire que dans cette base,
Mat(s1 o s2)=
( cos(-2theta)  *
  sin(-2theta)  *  )

Il me semble que l'on peut compléter les coefficients qui sont notés * dans la correction que j'ai, puisque que l'on sait qu'il s'agît d'une matrice de rotation...


J'ai du mal à enchaîner.
Voilà ce que j'ai dans ma correction , qui me laisse perplexe.
(u2,s1os2(u2))= (u2,u1)+(u1,s1os2(u2))   (jusque là d'accord)
= - + (s1(u1),s1(u2))
Je ne comprends pas pourquoi (u1,s1os2(u2))=(s1(u1),s1(u2))

Posté par
kaiser Moderateur
re : isométries 04-11-06 à 18:57

Citation :
Je ne comprends pas pourquoi (u1,s1os2(u2))=(s1(u1),s1(u2))


Car \Large{u_{1}=s_{1}(u_{1})} et \Large{s_{2}(u_{2})=u_{2}}

Kaiser



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