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Niveau Maths sup
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rapport à la droite de simson

Posté par
pusep
03-09-08 à 17:44

bonjour à tous,

j'ai un exercice à faire, j'ai beau chercher je ne trouve pas

ABC est un triangle, c son cercle circonscrit
M un point du plan
P, Q et R étant les projetés orthogonaux de M sur les trois côtés du triangle

je dois démontrer que P Q R sont alignés si et seulement si le point M est sur le cercle c (en se ramenant au plan complexe dans lequel les affixes des points A B et C sont de modules 1)

merci d'avance pour les conseils potentiels que vous allez me donner

Posté par
cailloux Correcteur
re : rapport à la droite de simson 03-09-08 à 21:25

Bonjour,

Des pistes:

Avec A(a) et B(b)

On démontre qu' une équation complexe de la droite (AB) est:

3$(\bar{a}-\bar{b})z-(a-b)\bar{z}+a\bar{b}-b\bar{a}=0

qu' une équation complexe de la perpendiculaire issue de M(m) sur (AB) est:

3$(\bar{a}-\bar{b})z+(a-b)\bar{z}-m(\bar{a}-\bar{b})-\bar{m}(a-b)=0

que l' affixe de P intersection des deux droites précédentes est donné par:

p=\frac{1}{2}(m-\bar{m}ab+a+b)

On en déduit des formules analogues pou q et r affixes de Q et R

On conclut.

Remarque qu' il n' est pas indispensable de choisir un repère dont l' origine est le centre du cercle circonscrit.

Posté par
cailloux Correcteur
re : rapport à la droite de simson 03-09-08 à 21:38

Au temps pour moi; il est bien pratique de choisir comme origine du repère le centre du cercle circonscrit

Posté par
pusep
re : rapport à la droite de simson 04-09-08 à 19:16

juste quelques petites questions:
-comment fait tu pour déterminer l'équation complexe d'une droite?

-sachant qu'il faut que je montre que M appartient au cercle, a quoi me sert de déterminer les affixes de P, Q et R?

merci

Posté par
cailloux Correcteur
re : rapport à la droite de simson 04-09-08 à 20:19

Re,

Pour une droite (AB)A(a) et B(b):

On écrit que M(z)\in (AB)\Longleftrightarrow \frac{z-a}{a-b} réel

soit 3$\frac{z-a}{a-b}=\overline{\left(\frac{z-a}{a-b}\right)}

3$\frac{z-a}{a-b}=\frac{\bar{z}-\bar{a}}{\bar{a}-\bar{b}}

3$(\bar{a}-\bar{b})z-(a-b)\bar{z}+a\bar{b}-b\bar{a}=0

Pour le "on conclut":

On a donc: 3$\{p=\frac{1}{2}(m-\bar{m}ab+a+b)\\q=\frac{1}{2}(m-\bar{m}bc+b+c)\\r=\frac{1}{2}(m-\bar{m}ac+a+c)

N' oublie pas que le but de ton exercice est de démontrer l' équivalence:

3$P,Q,R\;\text{alignes}\Longleftrightarrow M\in (C)

On part de 3$P,Q,R\;\text{alignes}:

c' est à dire: 3$\frac{p-q}{p-r} réel

soit 3$\frac{p-q}{p-r}=\overline{\left(\frac{p-q}{p-r}\right)}

3$\frac{p-q}{p-r}=\frac{\bar{p}-\bar{q}}{\bar{p}-\bar{r}}

On remplace par les valeurs de p,q,r en fonction de m,a,b,c et en développant sans oublier que a\bar{a}=b\bar{b}=c\bar{c}=1 ,(les calculs sont assez pénibles), on tombe sur m\bar{m}=1

Soit |m|=1 ce qui est bien le résultat cherché.


Posté par
Shep01
re : rapport à la droite de simson 16-09-08 à 19:43

Juste petite question, je comprends bien la démarche, mais je bloque bêtement pour trouver l'équation de la droite complexe perpendiculaire à (AB)...

Posté par
cailloux Correcteur
re : rapport à la droite de simson 16-09-08 à 20:53

Re,

Il faut connaître l' expression du produit scalaire en complexes:

Soit \vec{u}(z) et \vec{v}(z') avec z=x+iy et z'=x'+iy'

\vec{u}.\vec{v}=xx'+yy'=\frac{1}{2}(z\bar{z'}+\bar{z}z') (tu peux vérifier).

Dire que Z(z) appartient à la perpendiculaire à (AB) menée par M(m) revient à dire que:

\vec{MZ}.\vec{BA}=0

Soit: (z-m)(\bar{a}-\bar{b})+(\bar{z}-\bar{m})(a-b)=0

qui donne en développant:

(\bar{a}-\bar{b})z+(a-b)\bar{z}-m(\bar{a}-\bar{b})-\bar{m}(a-b)=0

Posté par
cailloux Correcteur
re : rapport à la droite de simson 16-09-08 à 20:58

Au fait, je ne garantis pas que cette solution est la plus économique en calculs...

Posté par
Shep01
re : rapport à la droite de simson 16-09-08 à 21:22

lol effectivement on a affaire à des calculs 'complexes' (!)
En tout cas merci pour ton aide.



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