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Quadrilatère partageable

Posté par
mathafou Moderateur
11-04-22 à 15:43

Bonjour,

Soit ABCD un quadrilatère
on dit que le quadrilatère ABCD est partageable s'il existe un point P du plan pour lequel les aires des triangles PAB, PBC, PCD, et PAD sont égales

Quadrilatère partageable

celui ci ne l'est pas (tout au moins pas "partagé") : on a bien PAB = PBC = PCD mais différent de PAD
caractériser les quadrilatères partageables.

un quadrilatère quelconque est il toujours "presque partageable" c'est à dire que trois seulement des triangles sont de même aire, comme ci dessus ?
si oui (ou quand c'est possible) construire le(s) point(s) P

Posté par
verdurin
re : Quadrilatère partageable 11-04-22 à 16:56

Bonsoir,
il est clair que les parallélogrammes sont partageables.

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Posté par
verdurin
re : Quadrilatère partageable 11-04-22 à 17:34

Un exemple :

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Posté par
mathafou Moderateur
re : Quadrilatère partageable 11-04-22 à 18:00

Bonjour verdurin

Bien vu tout ça
juste une petite remarque :

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Posté par
verdurin
re : Quadrilatère partageable 11-04-22 à 18:10

Je me suis laissé emporter par mon élan
Ta remarque est pleinement justifiée.

Il me reste à chercher une démonstration du résultat que j'ai donné.

Posté par
carpediem
re : Quadrilatère partageable 11-04-22 à 18:48

salut

merci à verdurin d'avoir dégrossi très fortement la situation

on peux compléter même ce qu'il dit : tout trapèze est partageable ...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Quadrilatère partageable 11-04-22 à 19:02

pas d'accord...

Posté par
carpediem
re : Quadrilatère partageable 11-04-22 à 19:14

oui pardon ...

tout trapèze est presque partageable ...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Quadrilatère partageable 11-04-22 à 19:26

OK, mais le résultat de verdurin va bien plus loin pour les quadrilatères presque partageable

Posté par
Imod
re : Quadrilatère partageable 12-04-22 à 17:08

Bonjour à tous

Je complète le gros travail de Verdurin

Quadrilatère partageable

Le point vert est l'un des 4 points déjà définis . On voit que l'aire du triangle s'appuyant sur le côté [BC] ne peut être égale aux trois autres que si les aires 5 et 6 sont nulles , c'est à dire si le point vert est confondu avec un point rouge .

Quadrilatère partageable

Pour résumer , le quadrilatère est partageable si le milieu d'une diagonale est situé sur l'autre diagonale  et ce point est le P recherché .

Je n'ai pas regardé le cas où le quadrilatère n'est pas convexe .

Imod

Posté par
mathafou Moderateur
re : Quadrilatère partageable 12-04-22 à 18:03

Bon résumé de la situation.

on exclura les cas où des triangles bien que de même aire se chevauchent.
(bref l'aire totale est la somme des aires en valeur absolue et pas des aires "orientées")
ceci exclura les quadrilatères croisés

mais des quadrllatères non convexes restent possibles, avec le même critère et les mêmes conclusions :

Quadrilatère partageable

Posté par
verdurin
re : Quadrilatère partageable 12-04-22 à 18:07

Salut à tous.

Je n'ai pas regardé le cas des quadrilatères croisés.

Pour la condition donnée par Imod je l'aurais donnée sous la forme «  une diagonale partage le quadrilatère en deux triangle de même aire. »

Pour un quadrilatère quelconque ( mais non dégénéré ) il y a en général 16 points de « presque partage »
Quadrilatère partageable
Les droites rouges ont pour équation x-y=0 et les bleues x+y=0 dans les repères respectifs (A; \vec{AB},\vec{AD}) et (B; \vec{BC},\vec{BA}).
Et les aires des triangles (PiAB) ; (PiAD) et (PiBC) sont égales pour tout i dans {1 ; 2 ; 3 ; 4}.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Quadrilatère partageable 12-04-22 à 18:14

Citation :
si le milieu d'une diagonale est situé sur l'autre diagonale et ce point est le P recherché

euh
pas bien lu avant de dire que c'était bon.
ce n'est pas celui là le point P cherché, mais l'autre milieu.
dans mon exemple le milieu I de AC est sur BD, le point cherché est le milieu J de l'autre diagonale BD
dans le tien le milieu de BD est sur AC, le point cherché est le milieu de AC
je suppose que c'est bien ce que tu voulais dire mais ta langue a fourché pour dire "ce point" (ce = le seul dont on a parlé dans le début de la phrase)

Posté par
mathafou Moderateur
re : Quadrilatère partageable 12-04-22 à 18:26

pour résumer sur les "presque partages

étant donnés trois points A, B, C quelconque (non alignés)
l'ensemble des points P pour lesquels les triangles PAB et PBC ont même aire est formé de deux droites
la médiane BI du triangle ABC
et la parallèle à AC en B
(preuve élémentaire, pas besoin d'équations)
Quadrilatère partageable
(si on exclut les chevauchement de triangles, la parallèle à AC est exclue)

donc avec 4 points ABCD, le point cherché PAB = PBC et PBC = PCD est forcément une intersection des lieux associées à ABC et à BCD

Posté par
Imod
re : Quadrilatère partageable 12-04-22 à 18:44

En effet vu comme ça c'est facile , en fait tout avait été dit , il n'y avait plus qu'à enlever le superflu . Joli problème

Imod

Posté par
mathafou Moderateur
re : Quadrilatère partageable 12-04-22 à 19:18

une figure avec les 16 points de "presque partage" cités par verdurin (edit : nommés autrement)
(avec chevauchement de triangles pour les points extérieurs au quadrilatère)

Quadrilatère partageable

P1...P4 : intersections de deux médianes
Q1... Q4 et Q'1...Q'4 : une médiane et une parallèle
RSTU : deux parallèles

les points I et J sont exclus, de même que les intersections d'une médiane avec la parallèle par le sommet opposé : ces points donnent un partage en 2 triangles égaux entre eux + deux autres triangles égaux entre eux (mais pas aux premiers)

Posté par
verdurin
re : Quadrilatère partageable 12-04-22 à 22:29

J'ai raté quelques évidences, mais j'ai trouvé le problème intéressant.

Merci mathafou.



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