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problème de lieu géométrique

Posté par
karatetiger
27-05-09 à 10:42

Bonjour voila je bloque sur cet exercice
Soient A, B et C trois points non alignés. On se propose de déterminer l'ensemble L des points M du plan tels que les triangles MAB et MAC aient la même aire.
On note (D) la parallèle à (BC) passant par A et (D1) la médiane issue de A dans ABC.
1) Montrer que l'ensemble (D0)U(D1) est inclus dans L.
Pour tout point M distinct de A, on note dB et dC les distances respectives de B et C à la droite (AM).
2) Soit M un point n'appartenant pas à (D0). On appelle J l'intersection de la droite (AM) et de la droite (BC).
a) Montrer que si M appartient à L alors dB = dC.
b) En déduire que J est le milieu de [BC].
3) Conclure sur l'ensemble L.

Alors voila pour la première question je dit que D1 est dedans par déf de la médiane donc l'union des deux est aussi dedans ensuite 2a et 2b j'ai fait mais je ne vois pas quoi conclure L égale D1 ou l'union des deux et pourquoi?
Merci

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 11:05

Citation :
je dit que D1 est dedans par déf de la médiane


Ben, pas tout à fait quand même ! Qui a dit que la médiane est l'ensemble des points M intérieurs au triangle tels que l'aire de MAB soit égale à l'aire de MAC ? La médiane est simplement la droite qui joint un sommet au milieu du côté opposé. Dire que D1 est inclus dans L parce que c'est la définition de la médiane, c'est faux ! Je ne dis pas que c'est difficile à prouver, mais il faut le faire !

En ce qui concerne la conclusion...

Tu as montré dans un premier temps que D0 et D1 sont inclus dans L. Reste à savoir s'il existe des points autres que ceux de D1 et de D0 qui appartiendraient à L, non ? En 2a) tu montres que si M appartient à L et n'appartient pas à D0 alors dB=dC, et en 2b) tu montres que dans ce cas J est milieu de BC, ce qui signifie que AM est la médiane non ? Donc, en résumé, si tu prends un point de L n'appartenant pas à D0, il appartient à D1 ! Cela signifie qu'il n'y a pas de points dans L autres que ceux de D0 et D1. Donc non seulement (D0)U(D1) est inclus dans L, mais (D0)U(D1) est égal à L !

Posté par
cailloux Correcteur
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 11:07

Bonjour,

Un dessin pour la 1) (tes justifications sont un peu "légères"):

problème de lieu géométrique

3) De 2),avec M\in L, on conclut que si M\not\in (D_0) alors, nécessairement, M\in(D_1)

On en déduit que L=(D_0)\cup (D_1)

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 11:10

Ce n'est pas forcément une définition mais on a bien que la médiance d'un triangle coupe celui ci en deux triangle de même aire.
Merci pour le reste j'avais remis tous cela dans l'ordre c'était plus claire.
Merci

Posté par
cailloux Correcteur
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 11:14

Citation :
Ce n'est pas forcément une définition mais on a bien que la médiance d'un triangle coupe celui ci en deux triangle de même aire.


Possible, mais si j' étais examinateur à l' oral, je te demanderais de le prouver; mieux, je m' étonnerais que tu ne l' aies pas fait...

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 11:16

Citation :
Ce n'est pas forcément une définition mais on a bien que la médiance d'un triangle coupe celui ci en deux triangle de même aire.


Certes, on peut considérer que c'est un résultat du cours. Mais le fait que la médiane coupe le triangle en deux triangles de même aire, qui peut se traduite par "aire de IAB=Aire de IAC" (si I est le milieu de BC) n'est pas la même chose que "l'aire de MAB=l'aire de MAC quel que soit le point M de la médiane"

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 11:18

Voila le rapport de jury sur cet oral 2
"17 juillet 2008, Dossier 16 : Recherche de lieux géométriques
La question 3 de l'exercice du jury est très révélatrice des difficultés de raisonnement
des candidats. La détermination de l'ensemble L est très souvent laborieuse ;
la synthèse n'est pas faite correctement et montre des faiblesses de logique et/ou
de théorie des ensembles. Les candidats ne savent pas qu'une médiane partage un
triangle en deux triangles de même aire.
Les exercices proposés utilisent des transformations du plan affine euclidien mais
les propriétés de ces dernières sont peu maîtrisées."

Et à vrai dire si cette qiestion là m'étais posée je ne saurais meme pas y répondre,quelle est l'idée de la preveu?

Posté par
cailloux Correcteur
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 11:19

Regarde le dessin...

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 11:20

Encore surement une question débile mais je tourne en rond les inconnue s'annule je bloque.
z1 + z2 = a1
z2 + z3 = a2
z3 + z4 = a3
z4 + z1 = a4
Comment résoudre ce système sans passer par le pivot de Gauss.

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 11:21

Ah oui en effet le dessin parle de lui meme

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 12:41

z1 + z2 = a1
z2 + z3 = a2
z3 + z4 = a3
z4 + z1 = a4

En ajoutant la première et la troisième équation et en soustrayant la seconde on obtient :

(z1+z2)-(z2+z3)+(z3+z4)=a1-a2+a3

z1+z4=a1-a2+a3

Si a4=a1-a2+a3 alors on peut dire que la quatrième équation n'apporte aucune information supplémentaire. On a donc 3 équations à 4 inconnues. Il y a une infinité de solutions. On peut choisir par exemple z4 quelconque. Puis,

z2=a1-z1
en reportant dans la deuxième :

a1-z1+z3=a2
-z1+z3=a2-a1

z3=a3-z4
z1=z3-a2+a1=a3-z4-a2+a1
z2=a1-z1=a1-a3+z4+a2-a1=a2-a3+z4

Récapitulation :

z1=a1-a2+a3-z4
z2=a2-a3+z4
z3=a3-z4

Mais si au contraire a4 n'est pas égal à a1-a2+a3 alors les quatre équations sont incompatibles : il n'y a pas de solution.

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 15:09

2) Dans le plan, on considère un quadrilatère A1A2A3A4.
Montrer qu'il existe un quadrilatère M1M2M3M4 dont les milieux des côtés
sont les points A1, A2, A3 et A4 si et seulement si le quadrilatère A1A2A3A4
est un parallélogramme.
Montrer que, dans ce cas, le point de concours des diagonales du parallélogramme
A1A2A3A4 est l'isobarycentre des points M1, M2, M3 et M4.

Voilaun dernier petit coup de main j'ai fait la question mais je bloque pour montrer que c'est l'isobarycentre je pense avoir l'idée mais par les calculs les résultats diffèrent je pensais calculer l'affice G du milieux des diagonales je trouve Zg=(a1+a3)/2=(a2+a4)/2
et de l'autre calculer l'affixe de l'isobarycentre de M1,M2,M3,M4 et la je trouve Zg'=(a1+a3)/4 et je ne voispas d'erruer

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 16:24

Le point de concours des diagonales d'un parallélogramme est confondu avec leurs milieux. Le milieu de A1A3 est l'isobarycentre de A1 et A3. Le milieu de A2A4 est l'isobarycentre de A2 et A4. Donc le point de concours des diagonales est l'isobarycentre de A1A2A3A4. Si A1 est le milieu de M1M2, si A2 est le milieu de M2M3, si A3 est le milieu de M3M4, si A4 est le milieu de M4M1, alors A1 est l'isobarycentre de M1M2, A2 est l'isobarycentre de M2M3, A3 est l'isobarycentre de M3M4, A4 est l'isobarycentre de M4M1. Par conséquent le point de concours des diagonales est l'isobarycentre des 8 points A1,A2,A2,A3,A3,A4,A4 et A1, donc l'isobarycentre de A1, A2, A3 et A4. CQFD.

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 27-05-09 à 16:27

ou ait je faux dans ma démo alors?

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 28-05-09 à 08:27

Je ne vois pas de démo ! Je vois juste deux résultats sans démonstration !

Zg==(a1+a3)/2=(a2+a4)/2
Zg'=(a1+a3)/4

Le deuxième résultat est faux, tout simplement. Mais si tu veux savoir ce qui est faux dans ta "démo", il faudrait que tu me la donnes !

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 28-05-09 à 09:30

Ba la démo c'est d'un coté calculer l'affixe de l'isobarycentre,de l'autre celle du milieux des diagonales et montrer que c'est les mêmes affixes donc que G=G' je en vois pas pourquoi c'est faux pour G' je me doute que c'est faux mais je ne vois pas la faute

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 28-05-09 à 12:59

Négatif !

Ce que tu expliques, c'est ta stratégie, les grandes lignes, la méthodologie quoi ! Cette méthodologie est parfaite, aucun problème !

Ce que je voudrais connaître, c'est le détail ! Comment veux-tu que je t'explique ce qui est faux si tu ne donnes pas le détail ? Tu affirmes "Zg'=(a1+a3)/4" ; tu ne dis pas comment tu es arrivé à cette conclusion ! A un moment ou à un autre, tu as fait une erreur ! Tu ne trouves pas l'erreur ! Peut-être la trouverai-je, peut-être pas, va savoir ! Mais il est certain que je ne la trouverai pas si tu ne donnes pas le détail de tes calculs !

Moi, je ne peux rien te dire d'autre que "ton résultat final "Zg'=(a1+a3)/4" est faux" ! Mets toi donc à ma place !

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 28-05-09 à 13:02

Ok lol je comprend j'ai écrit vectoriellement
GM1+GM2+GM3+GM4=vecteur nul je passe au affixe
z1-z+z2-z+z3-z+z4-4=0
4z=z1+z2+z3+z4 et avec le systeme
z=(a1+a3)/4

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 28-05-09 à 16:49

4z=z1+z2+z3+z4  est correct

z=(a1+a3)/4 est faux !

Comment fais-tu pour passer de l'un à l'autre ????

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 28-05-09 à 16:52

juste avec le système situé au dessus z1+z2=a1 et z3+z4=a3

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 28-05-09 à 18:26

Ah ben d'accord ! Figure-toi qu'au moment de répondre, je n'ai pas fait le lien entre les deux questions.

z1+z2 n'est pas égal à a1 : il est égal à a1/2 ! Et le reste à l'avenant !

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 28-05-09 à 19:01

1/2???d'apres le système cela fait a1,je ne comprends pas la.

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 28-05-09 à 22:27

C'est toi qui a écrit ce système ? Ou c'est l'énoncé ?

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 28-05-09 à 23:25

C'est l'énoncé c'est pour cela que je ne vois pas la faute

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 29-05-09 à 11:18

La conclusion, c'est que l'énoncé te propose un problème similaire à celui que tu seras amené à résoudre plus tard.

Dans un premier temps, on te propose de résoudre :

z1 + z2 = a1
z2 + z3 = a2
z3 + z4 = a3
z4 + z1 = a4

Et ensuite tu auras à résoudre :

z1 + z2 = 2a1
z2 + z3 = 2a2
z3 + z4 = 2a3
z4 + z1 = 2a4

he, he ! Ils t'ont bien eu !

Mais ce n'est pas moi qui ait fait le problème ...

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 29-05-09 à 15:24

Je ne pense pas que ce soit cela c'est un sujet de capes oral donc bien étudier il y a forcément un lien entre le système et la suite de l'exercice

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 29-05-09 à 15:57

Le lien est bien là ! Mais il y a un facteur 2 en plus !

Pas de quoi !

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 29-05-09 à 15:58

Non il y a surement quelque chose qui nous échappent.merci quand meme

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 29-05-09 à 16:11

De plus "2) Dans le plan, on considère un quadrilatère A1A2A3A4.
Montrer qu'il existe un quadrilatère M1M2M3M4 dont les milieux des côtés
sont les points A1, A2, A3 et A4 si et seulement si le quadrilatère A1A2A3A4
est un parallélogramme.
Montrer que, dans ce cas, le point de concours des diagonales du parallélogramme
A1A2A3A4 est l'isobarycentre des points M1, M2, M3 et M4."
pour démontrer la première partie de la question on utilise le système de départ donc je ne vois vraiment pas pourquoi il y aurait un 2 qui apparaitrait.

Posté par
pythamede
re : problème de lieu géométrique 29-05-09 à 16:29

Vectoriellement le milieu A1 de M1M2 est l'unique point tel que \vec{A_1M_1}+\vec{A_1M_2}=\vec{0}.
Alors \vec{OM_1}+\vec{OM_2}=2\vec{OA_1} ou
\vec{OA_1}=(\frac{1}{2})\vec{OM_1}+(\frac{1}{2})\vec{OM_2}

Si tu te mets dans le plan complexe, cela se traduit par :

z_1+z_2=2a_1
ou
a_1=(\frac{1}{2})(z_1+z_2)
ou
z_1+z_2=2a_1

Ce n'est pas moi qui aies inventé que l'affixe du milieu d'un segment n'était pas la somme des affixes de ses extrémités, mais plutôt la demi-somme !

Enfin, c'est toi qui vois !

Posté par
karatetiger
re : problème de lieu géométrique 29-05-09 à 17:20

Oui je suis d'accord avec les formules mais si c'est cela c'est l'exercice qui est absurde



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