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Lieu géométrique (avec Barycentre).

Posté par
Othnielnzue23
08-06-20 à 17:43

Bonjour , j'ai besoin d'aide.

Merci d'avance.

On considère (C) et une corde
[AB] de ce cercle.

I est le milieu de [AB].

À tout point M de (C) , distincts de A et B , on associe le point Q barycentre des points pondérés (B,1) et (M,2) , et le point d'intersection R des droites (AM) et (IQ).

Déterminer et construire le lieu des points Q et R lorsque M décrit le cercle (C) \ {A,B}.

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 17:50

Bonjour,

Tu pourrais au moins faire un dessin et considérer le triangle ARB.
Que peut bien représenter Q pour ce triangle ?

Posté par
Othnielnzue23
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 19:17

Voilà l'image de la situation avec GeoGebra .

Lieu géométrique (avec Barycentre).

Je ne vois pas ce que représente le point Q pour ARB.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 19:28

Bonjour

avec une figure exacte ça se verrait mieux !!
ce n'est vraiment pas la peine d'utiliser Geogebra pour mettre des points au pifomètre ...
ton point Q n'est PAS le barycentre défini par l'énoncé., il a été placé au pif sur MB

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 19:32

Bonjour mathafou,
Je te laisse poursuivre...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 19:37

et puis quand on parle de figure il faut y mettre explicitement tous les codages reflétant ce qui est dit dans l'énoncé
et quand on te parle d'un triangle ARB la moindre des choses serait d'y faire figurer tous ses trois côtés ..
si on ne fait pas ça, la figure ne sert à rien du tout

Posté par
malou Webmaster
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 20:20

Bonsoir à tous,
je trouve un peu dommage de ne pas laisser la personne qui a pris le sujet en charge de ne pas le laisser mener le sujet comme il l'entend, chose qui se faisait il fut un temps de manière habituelle
sauf bien sûr en cas d'abandon manifeste de l'aidant pendant un temps disons, ... significatif

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 20:28

mea maxima culpa.

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 21:33

Juste une question à Othnielnzue23:

  On oublie pour l'instant le cercle ABM.

  

Citation :
Q barycentre des points pondérés (B,1) et (M,2)

Lieu géométrique (avec Barycentre).

Les points B et M sont donnés.

Où places-tu le point Q ?

Posté par
Othnielnzue23
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 21:41

Bonsoir ,

Q=Bar{(B,1);(M,2)}

==> \vec{BQ}=\dfrac{2}{3}\vec{BM}

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 21:52

Oui, autrement dit, on est dans cette situation:

Lieu géométrique (avec Barycentre).

et dans cette situation pour le triangle ARB:

  Lieu géométrique (avec Barycentre).

Que représente Q pour le triangle ARB ?

Posté par
Othnielnzue23
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 21:55

Q est le centre de gravité du triangle ARB

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 22:04

Oui, on fait du "visuel". On pourrait être plus rigoureux, mais on va s'en tenir là.

On en déduit immédiatement que BM est une médiane du triangle ARB

Lieu géométrique (avec Barycentre).

Donc que M est le milieu de [AR]

Dans la figure, A,B et le cercle sont fixes.

On passe de M à Q par une certaine transformation.

Et de M à R par une autre.

Lesquelles ?

Posté par
Othnielnzue23
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 22:20

\vec{BM}=\dfrac{3}{2}\vec{BQ} (car \vec{BQ}=\dfrac{2}{3}\vec{BM})

Donc  l'homothétie de centre B et de rapport 3/2 transforme le point M en Q.

\vec{AM}=\dfrac{1}{2}\vec{AR} car M est le milieu de [AR].

Donc l'homothétie de centre A et de rapport 1/2 transforme le point M en R.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 22:31

juste un mot : toujours et encore la même erreur !!!
inadmissible vu le nombre de fois où tu l'as faite et où on t'a corrigé !

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 22:31

Je crois que ce n'est pas la première fois que tu fais cette erreur:

  Deux homothéties de centre B et A oui.

Mais tu as inversé les rapports:

  Q est l'image de M dans l'homothétie h_1 de centre B et de rapport {\red \dfrac{2}{3}}

  R est l'image de M dans l'homothétie h_2 de centre A et de rapport {\red 2}

Et le lieu de Q est donc l'image du cercle de départ par h_1 (un cercle qui passe par B)

    le lieu de R est donc l'image du cercle de départ par h_2 (un cercle qui passe par A)

Tu peux poster une figure avec les deux cercles image.

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 08-06-20 à 22:32

Posté par
Othnielnzue23
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 12:16

Désolé

Le lieu géométrique du point Q est le cercle (C') image du cercle (C) par l'homothétie de centre B et de rapport 2/3 tel que (C')\{A',B'} avec A' et B' les images recpectives de A et B par cette homothétie.

L'image B' de B par cette homothétie est le point B lui même.

O' est tel que \vec{BO'}=\dfrac{2}{3}\vec{BO}

A' est tel que \vec{BA'}=\dfrac{2}{3}\vec{BA}.

Le lieu géométrique du point C est le cercle (C'') image du cercle (C) par l'homothétie de centre A et de rapport 2 tel que (C'')\{A'',B''} avec A'' et B'' les images recpectives de A et B par cette homothétie.

L'image A'' de A par cette homothétie est le point A lui même.

O'' est tel que \vec{AO''}=2\vec{AO}

B'' est tel que \vec{AB''}=2\vec{AB}
Pour la construction : Soit O le centre du cercle (C).

*Pour (C')

Je construis les point O' A' et B', images respectives des points O , A et B  par l'homothétie de centre B et de rapport 2/3.

Je trace le cercle (C') de centre O' passant par les points A' et B'.


*Pour (C'')

Je construis les point O'' A'' et B'', images respectives des points O , A et B  par l'homothétie de centre A et de rapport 2

Je trace le cercle (C'') de centre O'' passant par les points A'' et B''.


Pour vérifier , Je place le point (C) n'importe où sur le cercle (C) et je construis les points R et Q.

Je vérifie que Q est constamment sur le cercles (C') et R sur (C'').


Construction


Lieu géométrique (avec Barycentre).

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 13:02

Oui, mais on est tout de même à l'ère du numérique et tu pourrais utiliser GeoGebra pour avoir une belle figure comme celle-ci:

  Lieu géométrique (avec Barycentre).

J'ai juste utilisé l'outil "homothétie" pour obtenir les deux lieux en rouge sur la figure.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 13:36

Bonjour,
Mon petit grain de sel :

Citation :
Déterminer et construire le lieu des points Q et R lorsque M décrit le cercle (C) \ {A,B}.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 13:40

bonjour,

c'est vrai que :
si on fait une figure papier, on la fait au stylo bille (n'exigeons pas l'encre de chine ) parce que le crayon à papier survit très mal au scan/photo

et la toute première figure avait été faite avec Geogebra !
le fait qu'elle ait été fausse ne voulait pas dire d'abandonner Geogebra, mais de corriger sa mauvaise utilisation !

avec Geogebra si on veut avoir Q = barycentre (B,1), (M,2)
il suffit de taper dans la zone de saisie
Q = (B+2*M)/3       (1*B + 2*M)/(1+2))
et Q est alors exact et juste
contrairement à placer au pif un point Q "à peu près" au 2/3 de [MB] depuis B

méthode valable pour les barycentres d'autant de points qu'on veut avec les coefficients qu'on veut

ou bien, après analyse de ce barycentre pour savoir qu'il est au 2/3 de [MB], de le définir avec l'outil "Homothétie":
Lieu géométrique (avec Barycentre).
avec cet outil actif, on clique sur M, on clique sur B et on tape 2/3 dans la boite de dialogue
(ou bien on tape la commande Homothétie dans la zone de saisie pour ceux qui préfèrent taper des commandes plutôt que cliquer)

et pareil avec cet outil Homothétie pour :
obtenir les centres des cercles image, etc

bref tout ça pour faire des constructions exactes avec Geogebra et ne pas placer ses points au pif à peu près.

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 13:45

Bonjour Sylvieg

Celle là je l'attendais plutôt de la part de mathafou.

Très franchement, je sais bien, c'est l'énoncé mais pourquoi priver le cercle de départ des deux points A et B si ce n'est pour "compliquer" les choses ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 13:48

cela a bien été pris en compte en écrivant les lieux sous la forme C' / {A', B'} etc

les points A et B sont exclus parce que si M est en un de ces points R n'est pas défini (intersection de deux droites confondues)
(certes Q l'est ...)

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 13:49

Le seul argument: des intersections de droites qui deviennent "limite" .
Peut-être faut-il en tenir compte ?

Posté par
Othnielnzue23
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 14:10

Si les points A et B sont privés du cercle (C)  alors leurs images A' et B' sont aussi privés de l'image (C') du cercle (C)  (par cette homothétie).

Merci beaucoup

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 14:13

C'est vrai qu'Othnielnzue23 l'a évoqué, mais de telle manière que ça m'avait échappé :

Citation :
Le lieu géométrique du point Q est le cercle (C') image du cercle (C) par l'homothétie de centre B et de rapport 2/3 tel que (C')\{A',B'} avec A' et B' les images recpectives de A et B par cette homothétie.

Bon, après si l'énoncé ne nous convient pas, on peut le critiquer

PS : Quelle est la manière la plus simple de démontrer que Q est le centre de gravité du triangle ABR ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 14:21

Messages croisés Othnielnzue23
Dans la phrase que j'ai citée, le "tel que" n'est pas clair.

De même, "A et B sont privés du cercle (C)" ne se dit pas.
On peut dire "A et B sont enlevés du cercle (C)"
Ou : l'image du cercle (C) privé de A et B est le cercle (C') privé de A' et B' ....

J'arrête de m'incruster

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 14:24

dire que quand les droites sont exactement confondues alors par convention leur "intersection" (sic) de ces droites qui sont exactement confondues est la position limite est justement la complication que veut éviter l'énoncé en excluant A et B...

d'ailleurs Geogebra ne s'y trompe pas ; si M est exactement en A ou en B, R est indéfini
placer M exactement en A ou en B à la souris est quasiment impossible
on peut taper M =A en ligne de commande ... (mais ceci détruit la définition de M = Point[c])
ou utiliser l'accroche sur un point de la grille de coordonnées aussi bien pour A que pour M
Lieu géométrique (avec Barycentre).Lieu géométrique (avec Barycentre).

Posté par
Othnielnzue23
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 14:25

Peut être que ces trois images pourraient prouver que Q est le centre de gravité de ABR.

Et aussi pour mes vérifications :

Lorsqu'on bouge le point M ,

Citation :
Pour vérifier , Je place le point M n'importe où sur le cercle (C) et je construis les points R et Q.

Je vérifie que Q est constamment sur le cercles (C') et R sur (C'').


Lieu géométrique (avec Barycentre).

Lieu géométrique (avec Barycentre).

Lieu géométrique (avec Barycentre).

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 14:27

PS : ici sur mes figures c'est M --> B et pas A, mais c'est pareil.

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 14:30

Citation :
Bon, après si l'énoncé ne nous convient pas, on peut le critiquer


Je ne vais pas me gêner

Bien sur, le point R n'est plus vraiment défini lorsque M est en A ou en B. En 1ère, il est normal de les éliminer et tu as raison de souligner le problème; mais:

   Il suffit de feuilleter le Lebossé&Hémery de Math-élem pour se rendre compte que de nombreuses démonstrations "synthétiques" font appel à des droites "limites" (des tangentes lorsque les deux extrémités de la corde se confondent) et des points "limites" lorsque deux droites deviennent confondues voire parallèles strictement.

De mon point de vue, éliminer ces cas (en géométrie) n'est pas vraiment utile voire contre productif.

On est tout de même d'accord sur le fait qu'en 1ère on peut s'interroger sur la "continuité" des figures.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 14:36

prouver que Q est le centre de gravité a été fait il y a longtemps dans cette discussion et ce n'est pas en examinant des images mais en calculant des rapports.

Posté par
Othnielnzue23
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 14:59

D'accord , en posant quel opération ?

Comment devrais-je utiliser le résultat pour ces vérifications ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 16:05

prouver que Q est le centre de gravité a été fait ici :
(il est vrai légèrement escamoté en "On pourrait être plus rigoureux, mais on va s'en tenir là. ")

I est le milieu de [AB], donc (RI) est une médiane
et Q le point d'intersection de cette médiane (RI) et de (BM) tel que BQ = 2/3 BM
donc Q est le centre de gravité de ABR et (BM) une médiane

si tu n'est pas convaincu par cette réciproque de
"dans un triangle les médianes se coupent en un point Q tel que BQ = 2/3 BM"
tu peux la démontrer formellement : comme on fait souvent dans ce genre de réciproque en appelant Q' le vrai centre de gravité et en prouvant que Q = Q'

autre façon de faire : par composition d'homothéties judicieusement choisies (hé hé, très bon exercice faisant suite à tous ceux deja fait)

autre méthode encore : par association de barycentres

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 17:28

Je ne suis pas convaincue par le fait que cette réciproque puisse être considérée comme figurant dans un cours, et donc qu'il soit accepté qu'un élève ou un étudiant l'utilise.

Le nœud de cette histoire, me semble-t-il, est de démontrer que M est le milieu de [AR].
Dans ce but, on peut appeler S le symétrique de A par rapport à M.
Démontrer que S est le point d'intersection des droites (IQ) et (AM) est alors facile.

Mais je soupçonne une démonstration plus simple.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 18:04

je n'ai jamais dit qu'une telle réciproque était dans quelque cours que ce soit !
appeler S le symétrique de A par rapport à M. et démontrer que S est le même point que R, c'est dans le même genre que ce que je disais :

Citation :
comme on fait souvent dans ce genre de réciproque en appelant Q' le vrai centre de gravité et en prouvant que Q = Q'

mais ton S est plus facile, je te l'accorde

je mentionnais la preuve "dans le thème de cette série d'exo" (les homothéties)
en effet on s'en fiche de savoir que Q est centre de gravité ou pas : ce qu'on veut démontrer est que M est le milieu de AR !

allons y pour les homothéties

par définition H_{(Q,-2)} (M) = B
et H_{(I, -1)}(B) = A
donc (H_I \circ H_Q)(M) = A
la composition H_I \circ H_Q est une homothétie de rapport (-2)*(-1) = 2
son centre appartient à la droite des centres (IQ) et à la droite reliant M et son image A
il est donc l'intersection de (IQ) et de (AM) : c'est le point R !

donc \vec{RA} = 2\vec{RM} et c'est plié.

il y a sans doute d'autres cheminements par compositions d'homothéties que celui là pour arriver à la même conclusion M milieu de AR

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 18:25

enfin "avec culture" la démonstration instantanée avec le Théorème de Menelaüs ... (!)
... mon enchainement d'homothéties est d'ailleurs une des démonstrations de ce théorème
(là aussi c'est une réciproque , mais Ménelaüs dit bien "si et seulement si")

Posté par
Othnielnzue23
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 19:11

mathafou , j'aimerais bien faire la vérification ...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 19:15

la vérification de quoi donc ?

Posté par
Othnielnzue23
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 19:47

Ah désolé

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 09-06-20 à 20:02

bein c'est à dire que la vérification que les lieux demandés sont bien les cercles obtenus et construits comme tu l'as dit le 09-06-20 à 12:16, tu l'avais déja faite le 09-06-20 à 14:25
alors je me posais la question de ce que tu voulais bien vérifier de plus

Posté par
lake
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 10-06-20 à 11:41

Une tentative pour prouver que Q est le centre de gravité de ARB:

  Q \in(IR) donc Q barycentre de \{(A,1); (B,1);(R,a)\}

donc par associativité, Q barycentre de \{(B,1);(M(a+1)\}

et Q barycentre de \{(B,1);(M,2)\} par définition.

  donc a=1

Posté par
mathafou Moderateur
re : Lieu géométrique (avec Barycentre). 10-06-20 à 11:56

mathafou @ 09-06-2020 à 16:05

... autre méthode encore : par association de barycentres

tout à fait.



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