Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

Isométries et nombres complexes.

Posté par
matheux14
06-05-21 à 01:07

Bonjour ,

Merci d'avance.

A et B sont deux points du plan orienté tel que AB=6 cm.

On note r1 la rotation de centre A et d'angle
la rotation \pi/3.

r2 la rotation de centre B et d'angle -2\pi/3.

Pour tout point M du plan, on note M1 et M2 les images respectives de M par r1 et r2.

1) Placer un point M sur la figure et construire M1 et M2.

2) Le but de cette question est de démontrer que, pour tout point M du plan le milieu  du segment [M1M2] est un point fixe I.

On pose f=r_{1} \circ r_{2}^{-1}.

a) Déterminer f(M2).

b) Montrer que f est une symetrie centrale.

c) En déduire que le milieu du segment [M1M2] est un point fixe I que l'on précisera dur la figure.

3. Dans cette question, le plan est muni d'un repère orthonormé direct (O ; \vec{u} ;\vec{v}) tel que A
et B aient pour affixes respectives -3 et 3.

On note z1 et z2 les affixes respectives de M1 et M2.

M est un point du plan, distinct de A et de B , d'affixe z.

a) Exprimer z1 et z2 en fonction de z.

b) Montrer que \dfrac{z_{2}-z}{z_{1}-z}=i\sqrt{3}\dfrac{z-3}{z+3}.

c) Montrer que : mes(\vec{MM_1} ; \vec{MM_2})=mes(\vec{MA} ; \vec{MB})+\dfrac{\pi}{2}+2k\pi (k de Z) et \dfrac{MM_2}{MM_1}=\sqrt{3}\dfrac{MB}{MA}.

d) Déterminer l'ensemble (Γ) des points M du plan tel que M , M1 et M2 soient alignés.

Réponses

1) r1= R(A ; π/3)

r2=R(B ; -2π/3)

r1(M)=M1 <==> Mes (\vec{AM} ; \vec{AM_1}) =\dfrac{\pi}{3}

r2(M)=M2 <==> Mes(\vec{BM} ;\vec{BM_{2}})=-\dfrac{2\pi}{3}

Isométries et nombres complexes.

2) f=r_{1} \circ r_{2}^{-1}=R(A ;\pi/3 ) \circ R(B ;2\pi/3).

a) f(M_{2})=r_{1}[r_{2}^{-1}(M_{2})]=r_1(M)=M_{1}

b) f est la composée de deux rotations d'angles π/3 et 2π/3.

==> f est une rotation d'angle π/3+2π/3=π.

*Déterminons le centre de f.

f(M2)=M1

f(B)=B' tel que Mes(\vec{AB};\vec{AB'})=\pi/3.

Le centre de f est alors le point d'intersection des médiatrices de [M1M2] et [B'B].

Or (BB') est la médiatrice de [M1M2] et (M1M2) celle de [BB'].

==> (BB') et (M1M2) se coupent au milieu de [M1M2] et [BB'].

C'est à dire [M1M2] et [BB'] ont même milieu \Omega.

==> M_1\Omega = \Omega M_2 et \Omega B=\Omega B'.

D'où f est la rotation de centre \Omega et d'angle π.

C'est à dire la symétrie centrale de centre \Omega.

c) Le milieu du segment [M1M2] est le point \Omega = I.

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 11:14

Bonjour,

Oui, mais serait intéressant de "préciser ce point I. Il ne dépend que des points A et B

Posté par
matheux14
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 11:20

Comment çà ?
Mes autres réponses sont bonnes ?

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 11:32

Ce n'est pas la peine de délayer comme tu le fais :

  f=r_1\circ r_2^{-1} est soit une translation soit une rotation.
Ce n'est pas une translation donc c'est une rotation. son angle vaut \pi.
C'est donc une symétrie centrale de centre I fixe.

Il me semble que nous avons déjà vu ensemble comment construire le centre d'une rotation composée de deux rotations.

Je cherche ....

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 11:52

Bon, je ne retrouve pas.

Une figure :

  Isométries et nombres complexes.

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 12:06

Bon, ce n'était pas toi mais tu peux jeter un œil à ceci : composé de rotation

Posté par
matheux14
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 16:10



3-a) Je fais comment ?

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 16:12

3)a) L'écriture complexe d'une rotation, tu connais je suppose ?
Il faut l'appliquer ici.

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 17:01

Un conseil tout de même :

en 3)a), on te demande :

  

Citation :
a) Exprimer z1 et z2 en fonction de z.


On pourrait imaginer calculer z_1 et z_2 en fonction de z avec des formes algébriques des différents complexes intervenant ici.

Ce serait une erreur : la formule donnant l'expression complexe d'une rotation fait intervenir des exponentielles. Il faut les conserver telles quelles en vue de 3)b).
Les calculs se passent alors très bien.

  

Posté par
matheux14
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 17:19

z1= eiπ/3(z+3) -3

z2=ei(-2π/3)(z-3)+3

3-b) Difficile d'aboutir au résultat..

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 17:27

3)a) oui.

z_1-z=\left(e^{i\dfrac{\pi}{3}}-1\right)(z+3)

z_2-z=\left(e^{-i\dfrac{2\pi}{3}}-1\right)(z-3)

A vérifier bien sûr.

Ensuite tu calcules le rapport \dfrac{z_2-z}{z_1-z}

Ça tombe quasiment tout seul

Posté par
matheux14
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 17:33

Ah oui

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 17:33

Posté par
matheux14
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 17:34

3-c) la première question..

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 17:38

3)c) La première ... et la seconde :

  1 ) Tu passes aux arguments dans la relation précédente (avec interprétation géométrique).

  2) Tu passes aux modules dans la relation précédente (avec interprétation géométrique aussi).

C'est quasiment immédiat

Posté par
matheux14
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 17:43

2) çà va.

Mais 1) Je ne vois toujours pas

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 17:52

Voyons:

  \dfrac{z_2-z}{z_1-z}=i\sqrt{3}\,\dfrac{z-z_B}{z-z_A}

Je te rappelles qu'en général :

   1) Arg\left(\dfrac{z_A-z_B}{z_C-z_D}\right)=(\overrightarrow{DC},\overrightarrow{BA})\;\;[2\pi] (fais-moi grâce des "mes")

  2) et que l'argument d'un produit, c'est la somme des arguments (toujours modulo 2\pi)

Posté par
matheux14
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 17:59

Ok je vois.

d) Maintenant

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 18:01

Là, il faut que tu réfléchisses un peu.

Il faut utiliser le 1 (la relation entre angles orientés) du 3)c)

Ce n'est pas difficile

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 19:54

Bien : tu as disparu.
Je ne pourrai pas intervenir demain. En attendant, ce fil mérite bien de "l'animation".

Isométries et nombres complexes.
Attention aux cas M=A ou M=B
 \\
Bonne soirée.

Posté par
matheux14
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 20:44

Je ne vois pas vraiment..

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 21:58

M, M_1, M_2\text { alignés }\Longleftrightarrow  (\overrightarrow{MM_1},\overrightarrow{MM_2})=0\;\;[\pi]

A mettre en parallèle avec ce résultat de 3)c) :

  (\overrightarrow{MM_1},\overrightarrow{MM_2})=(\overrightarrow{MA},\overrightarrow{MB})+\dfrac{\pi}{2}+2k\pi

Posté par
matheux14
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 22:03

Donc il faut que Mes(\vec{MA} ;\vec{MB})=-\dfrac{\pi}{2}

C'est à dire que Le point M appartient au cercle de diamètre [AB].

D'où (Γ) est le cercle de diamètre [AB].

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 22:11

Citation :
Donc il faut que Mes(\vec{MA} ;\vec{MB})=-\dfrac{\pi}{2}


Modulo \pi oui (ce qui vaut aussi +\dfrac{\pi}{2}) en mettant à part les cas où M=A ou  M=B (les angles orientés ne sont plus définis).

Citation :
D'où (Γ) est le cercle de diamètre [AB].


Privé dans un premier temps des points A et B avec ce qu'on vient de dire.

Je t'invite à regarder ce qui se passe lorsque M=A ou M=B.

Posté par
matheux14
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 22:16

Merci beaucoup

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 06-05-21 à 22:19

De rien matheux14.

A l'avenir, fais très attention à ces histoires de modulo (ici \pi ou 2\pi).
Ce n'est pas la même chose

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 07-05-21 à 19:45

Bonsoir matheux14,

J'avais laissé courir, mais j'ai des regrets :

  

Citation :
r1(M)=M1 <==> Mes (\vec{AM} ; \vec{AM_1}) =\dfrac{\pi}{3}

r2(M)=M2 <==> Mes(\vec{BM} ;\vec{BM_{2}})=-\dfrac{2\pi}{3}


Tu utilises des équivalences à tout va. Ici, elles sont fausses. Des implications, soit. Mais jamais des équivalences.
Ce genre d'abus est source d'erreurs.  

Posté par
matheux14
re : Isométries et nombres complexes. 07-05-21 à 19:59

Ah d'accord

Bonne soirée à vous !

Posté par
lake
re : Isométries et nombres complexes. 07-05-21 à 20:01

Je suis intervenu parce que je voyais que tu étais dans le secteur ...
Bonne soirée à toi matheux14



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !