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Ligne de niveau.

Posté par
matheux14
14-09-20 à 17:01

Bonjour ,

Merci d'avance.

L'unité est le centimètre.

On considère dans le plan le triangle ABC tel que AB=7 , BC=4 et AC=5.

\text{I} est le est le milieu de [BC].

1) Démontrer que AI=\sqrt{33}.
2) Soit M un point du plan. Pour quelle valeur du nombre m le vecteur \vec{u}=m\vec{MA}+\vec{MB}+\vec{MC} est indépendant du point M ?

a-) Déterminer le vecteur \vec{u} en fonction du vecteur \vec{AI}.

b) Déterminer et construire (E) l'ensemble des points M du plan tels que : -2MA²+MB²+MC²=-58.

3) Soit D le barycentre du système {(A, -1) ; (B, 1) ; (C,1)}.

a-) Démontrer que le quadrilatère ABCD est un parallélogramme.

b-) Déterminer et construire l'ensemble (F) des points M du plan tels que : -MA²+MB²+MC²=-25.

Réponses

1) ABC est un triangle tel que AB=7 , BC=4 et AC=5.

On a \text{I} le milieu de [BC].

D'après le théorème des médianes ; AB²+AC²=2AI²+\dfrac{BC²}{2}

2AI²=74-8

AI=\sqrt{33}.

2) \forall M du plan , \vec{u}=m\vec{MA}+\vec{MB}+\vec{MC}.

\vec{u} est indépendant du point M si et seulement si m+1+1=0

D'où m=-2.

a-) \vec{u}=m\vec{MA}+\vec{MB}+\vec{MC}.

Considérons \text{I} le milieu de [BC].

\vec{u}=m(\vec{MI}+\vec{IA})+\vec{MI}+\vec{IB}+\vec{MI}+\vec{IC}

\vec{u}=m\vec{MI}+m\vec{IA}+\vec{MI}+\vec{IB}+\vec{MI}+\vec{IC}

\vec{u}=(m+1+1)\vec{MI}+m\vec{IA} car \vec{IB}+\vec{IC}=\vec{0}.

b) M\in (E) \iff -2MA²+MB²+MC²=-58.

m=-2 donc le vecteur donc le vecteur \vec{u}=(m+1+1)\vec{MI}+m\vec{IA} est indépendant du point M.

D'où \vec{u}=-2\vec{IA}.

Donc M \in (E) \iff -2\vec{u}.\vec{MI}-2IA²+IB²+IC²=-58

\iff 4\vec{IA}.\vec{MI}-2(\sqrt{33})²+IB²+IC²=-58.

* IB=2 et IC=2 car I est le milieu de [BC].

D'où M \in (E) \iff 4\vec{IA}.\vec{MI}-2×33+4+4=-58

\iff 4\vec{IA}.\vec{MI}-58=-58

\iff 4\vec{IA}.\vec{MI}=0

\iff \vec{IA}.\vec{MI}=0

D'où (E) est la droite perpendiculaire à (IA) passant par le point \text{I}.

(Voir figure).

3-a) D=bar{(A, -1) ; (B, 1) ; (C, 1)}

Or ABCD est un parallélogramme si et seulement si \vec{CA}=\vec{DB} \iff \vec{DB}=\vec{CD}+\vec{DA}

\iff \vec{DB}-\vec{CD}-\vec{DA}=\vec{0}

\iff -\vec{DA}+\vec{DB}+\vec{DC}=\vec{0}.

Donc ABCD est un parallélogramme \iff -\vec{DA}+\vec{DB}+\vec{DC}=\vec{0}

\iff D=bar{(A, -1) ; (B, 1) ; (C, 1)}

D'où D=bar{(A, -1) ; (B, 1) ; (C, 1)} \iff ABCD est un parallélogramme.

b-) M \in (F) \iff -MA²+MB²+MC²=-25

D=bar{(A, -1) ; (B, 1) ; (C, 1)}

D'où M \in (F) \iff MD²-DA²+DB²+DC²=-25

\iff MD²-(2AI)²+AC²+AB²=-25

\iff MD²-4×33+16+49=-25

\iff MD²-67=-25

\iff MD²=42

\iff MD =\sqrt{42}

(F) est le cercle de centre D et de rayon \sqrt{42}.

(Voir figure).

FIGURE

Ligne de niveau.

Posté par
PLSVU
re : Ligne de niveau. 14-09-20 à 17:33

Bonjour matheux14
  


par contre je ne suis pas prof,   peut-être manque-t-il  des détails de calcul   pour  la question 3b    la ligne où tu introduis le point D,pour justifier



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