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Similitude directe, prendre des initiatives

Posté par
Euphrasie
16-03-12 à 21:26

Bonjour, j'ai un exercice de spé à faire dont l'énoncé est :

A - Soit d et d' deux droites quelconques et M un point non situé sur ces droites. Construire un triangle MAB isocèle et rectangle en B tel que B soit un point de d et A un point de d'.
B - Dans le plan on considère deux droites D et D' distinctes et parallèles, et un point A n'appartenant ni a D, ni a D'.
a) Construire un triangle équilatéral PAP' tel que P soit sur D et P' sur D'.
b) Déterminer un carré admettant pour sommets A ( point considéré ci dessus ) , un point Q de D , un point Q' de D' et tel que [AQ'] soit une diagonale de ce carré.


Il faut donc que j'explique la démarche pour construire ces figures.
A - Je sais déjà qu'il faut, après avoir tracer les droites, placer deux points sur d. Par exemple O et N. Ensuite on trace O' image de M par la rotation de centre O et d'angle /2. Et de tracer N' par la rotation de centre N et d'angle /2 . On obtient donc deux triangles rectangles isocèles.. Et normalement on obtient le point A a l'intersection de (O'N') (d'). C'est la prof qui nous a donné cette piste, mais j'ai beau cherché je ne vois pas pour qu'elle raison A est à cette intersection...

B- Ne comprenant pas la question A- il m'est difficile de répondre a cette question..

Merci d'avance.  

Posté par
dhalte
re : Similitude directe, prendre des initiatives 16-03-12 à 22:14

place A n'importe où sur (d), trace B image de A par la rotation de centre M, d'angle 90°
déplace A et recommence

fais le pour 5 points A différents : que dessinent tous les points B correspondants ?

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 16-03-12 à 22:22

Le problème est que je n'ai pas le droit de placer le point A, je dois démarrer seulement avec M et mes deux droites et construire le point A, non le placer n'importe où sur la droite, malheureusement. Cela serait bien plus simple..

Posté par
dhalte
re : Similitude directe, prendre des initiatives 16-03-12 à 22:27

tu n'as pas le droit ?
je te demande de faire une recherche sur le brouillon, je ne te donne pas la solution...

mais fais l'expérience au brouillon le plus précis possible pour voir apparaître la propriété que je veux te faire découvrir

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 16-03-12 à 22:57

Apparemment non..

Les points B forment une droite. La propriété est : "L'image d'une droite par une similitude est une droite." ?

Posté par
dhalte
re : Similitude directe, prendre des initiatives 16-03-12 à 23:00

qui te parle de similitude ?
je t'ai fait faire des rotations

c'est effectivement un type de similitude très particulier, puisque le rapport en est 1

l'image d'une droite par une rotation est une droite.

maintenant, cette image, elle ne te parait pas avoir une autre propriété ?

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 16-03-12 à 23:15

Elle est perpendiculaire a (d) ?

Posté par
dhalte
re : Similitude directe, prendre des initiatives 16-03-12 à 23:33

et ça a l'air de te surprendre ?

je vais t'en dire une bien bonne : je te fais faire ça pour te voir (re)découvrir des propriétés vues en cours.

oui, dans une rotation d'angle \alpha, un vecteur non nul \vec u est transformé en un vecteur \vec v tel que \widehat{(\vec u,\vec v)}=\alpha\mod2\pi


Similitude directe, prendre des initiatives
donc toute droite de vecteur directeur \vec u est transformée en une droite de vecteur directeur \vec v et donc fait un angle de \alpha avec la droite d'origine.

étonnant, non ?

et ici, \alpha=\frac{\pi}2, donc la droite (d) est transformée en une droite (d1) perpendiculaire à (d)

et quelle que soit la position de A sur (d), l'image B de A est sur (d1), et on a comme par miracle : AMB est un triangle isocèle rectangle de sommet M. Cela découle immédiatement de la rotation.

Il y a une position de A très particulière : celle qui fait que son image B est aussi sur la droite (d')

ah !

mais alors, dans cette position, A est sur (d), B est sur (d') et le triangle AMB est isocèle rectangle de sommet M : bingo.

il reste à trouver un moyen de tracer cette droite (d1)

Similitude directe, prendre des initiatives

tu as quelque chose à me proposer avant que je te donne la réponse ? ce serait plus sympa que tu le devines tout seul.

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 16-03-12 à 23:47

"Construire un triangle MAB isocèle et rectangle en B"
La le triangle est de sommet M.. :/

Posté par
dhalte
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 00:03

tu as parfaitement raison, j'ai lu l'énoncé de travers

Similitude directe, prendre des initiatives

et là, on a une similitude : la transformation qui amène A sur B est une similitude d'angle \frac{\pi}4 ou -\frac{\pi}4 de rapport \frac1{\sqrt2}

elle transforme donc (d) en (d_1) qui fait un même angle avec (d)

par où passe (d_1) ? par le point H, pied de la perpendiculaire en M à (d)

Posté par
cailloux Correcteur
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 00:20

Bonsoir,

A) En général, 2 solutions:

Similitude directe, prendre des initiatives

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 00:26

Ici, par rapport a l'énoncé, (d1) est (d) et (d) est (d') ?

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 00:32

et cailloux, comment construis-tu le triangle ABM ??

Posté par
cailloux Correcteur
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 00:56

Je te donne la construction séchement:

- Le cercle de centre O (intersection de (d) et (d')) passant par M recoupe la perpendiculaire en O à (OM) en C et C'

- Le cercle de diamètre [MC] (qui passe par O), recoupe (d) en D

- Le cercle de diamètre [MC'] (qui passe par O), recoupe (d) en D'

- Les droites (DC) et (D'C') recoupent la droite (d') respectivement en A et A'.

- Les cercles de diamètres [MA] et [MA'] recoupent la droite (d) respectivement an B et B'

Les triangles MAB et MA'B' sont solutions du problème.

Posté par
dhalte
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 09:03

Cailloux, ton explication est un peu sèche, comme tu le dis toi-même, mais surtout elle m'est incompréhensible (tu sauras m'ouvrir les yeux)

tu dis
- Le cercle de diamètre [MC'] (qui passe par O), recoupe (d) en D'
---> (d) ou (d') ?

- Les droites (DC) et (D'C') recoupent la droite (d') respectivement en A et A'.
---> (D'C') recoupe (d') en ... D'

Bon, j'ai moi-même abordé cet exercice sous de mauvais auspices, je m'excuse.

(d), (d') droites quelconques
M point quelconque
placer B sur (d), A sur (d') tel que MBA soit isocèle rectangle de sommet B

Illustration
Similitude directe, prendre des initiatives
Explication
ignorons d'abord (d), et plaçons A n'importe où sur (d') et B tel que MBA soit isocèle rectangle de sommet B
(il y a deux solutions pour B, symétriques, nous allons faire le raisonnement pour une seule d'entre elles)
B est l'image de A par la similitude de centre M, d'angle -\frac{\pi}4, de rapport \frac1{\sqrt2}
(l'autre B aurait été obtenu par la similitude de centre M, d'angle +\frac{\pi}4, de rapport \frac1{\sqrt2}

Si A est déplacé sur (d), B décrit une droite, image de la droite (d'), que j'ai nommée (d_r)
Montrons qu'elle passe par H, pied de la perpendiculaire (d_p) à (d') passant par M
Appelons pour ce faire (d'') la droite passant par H, faisant un angle de 45° par rapport à (d') et montrons que (d'')=(d_r)

Simple : (d_r),image de (d') par la rotation d'angle -\frac{\pi}4, est inclinée du même angle par rapport à (d') que (d'')
il suffit alors de considérer A placé en H, et le triangle ABM a alors pour coté cette droite (d''). Même inclinaison, un point commun : (d'')=(d_r)

Oublions maintenant momentanément A, et conservons cette droite (d'')=(d_r) passant par H, inclinée de 45° par rapport à (d')
soit alors B l'intersection de (d_r) avec (d)
Construisons A rotation de M d'angle -\frac{\pi}2 de centre B

Alors ABM est isocèle rectangle en B,
donc B est l'image de A par la similitude précédente,
donc A est un point de (d') (puisque (d'')=(d_r) est l'image de (d') par cette similitude).

voilà, voilà

Posté par
dhalte
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 10:12

Ayant mal démarré cet exercice, j'ai aussi négligé la piste de ta prof

Similitude directe, prendre des initiatives

comment fait-elle ?

la droite (O'N') est l'image de la droite (d) par la similitude de centre M, d'angle -\frac{\pi}4, de rapport \sqrt2
(puisque c'est en fait cette similitude qui transforme O en O' et N en N')
ça ressemble donc à ma solution.

Donc A, intersection de (O'N') et de (d') est d'abord sur (O'N'), donc il existe un point B de (d) dont A est l'image

et le tour est joué. B est l'image de A par la similitude inverse de la première, c'est à dire de centre M, d'angle \frac{\pi}4, de rapport \frac1{\sqrt2}

Il reste à donner la méthode pour construire B, car les méthodes de constructions ne peuvent utiliser que des translations, rotations, raison pour laquelle ta prof t'a donné une construction de O' et N' qui n'était pas basée sur la similitude de centre M, mais sur une rotation de centre O pour O' et N pour N'.

Simple : B est aussi sur la médiatrice de [MA]

Posté par
plumemeteore
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 11:00

Bonjour.
Voici ma méthode pour le A.
L'arc capable d'un angle donné sur un segment [PR] donné est formé de l'ensomble des points S tel que l'angle PSR mesure l'angle donné. En fait, il y a deux arcs capables, symétriques l'un de l'autre par rapport au segment.
On part d'un triangle A'M'B' isocèle en B'.
Soit O le point d'intersection de d et de d'.
On trace sur [A'B'] l'arc capable de l'angle AOB et à l'intérieur duquel se trouve M.
On trace sur [A'M'] l'arc capable de l'angle AOM.
Ces deux arcs se coupent en O'.
Dans la figure principale, on trace sur [MO[] l'arc capable de l'angle M'B'O'. Il coupe la droite d au point B cherché.

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 11:29

Merci à tous pour vos réponses !
Cependant je vais garder la methode de dhalte étant donné que c'est celle de m

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 11:34

Merci à tous pour vos réponses !
Cependant je vais garder la méthode de dhalte étant donné que c'est celle de ma prof.

Donc je comprends ta méthode , mise a part que je n'arrive pas à voir pourquoi A est à l'intersection de (O'N') et de (d') ...
et je suppose que pour construire B on construit l'image de M par une similitude de centre A de rapport 1/2 et d'angle -/4 ?

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 11:45

Excuse moi, le rapport n'est pas de 1/2 mais de 1/2 ?

Posté par
dhalte
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 12:38

pourquoi A est cette intersection ? parce qu'on le choisit ainsi.
ensuite, je t'ai montré pourquoi il répondait à la contrainte de l'énoncé.

oui, le rapport, comme je te l'indiquais est \frac1\sqrt2

là, tu devrais relire les posts précédents, parce que tes questions y trouvent déjà leurs réponses
(remarque, je te dis ça, mais je n'avais pour mon compte pas lu avec beaucoup d'attention ton premier message - ce qui est moins grave que pour toi qui est censé apprendre)

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 13:36

Ah oui, en effet, désolé. Merci beaucoup de ton aide !

Et donc pour la B si tu veux bien encore m'aider, pour le a )
on trace l'image de (D) par la rotation d'angle /3 , l'intersection avec D' est P'. Ensuite par la rotation de centre A et d'angle -/3 on a P l'image de P' sur D. On a alors le triangle equilateral PAP' ?

Posté par
dhalte
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 14:58

oui

B1)
d et d' deux droites parallèles
A point quelconque
tracer P sur d et P' sur d' tel que APP' soit équilatéral

Similitude directe, prendre des initiatives

méthode tout à fait semblable à la précédente.

oublions d', plaçons P sur d, construisons P' : rotation de P de centre A, d'angle \pm\frac{\pi}3

ce qui donne deux possibilités, je garde la première (la seconde donnera une deuxième configuration, tout comme dans l'exercice précédent)

quand P se déplace sur d, P' se déplace sur l'image de d par cette rotation : c'est une autre droite, que j'ai appelée d_r (quelle inventivité).

donc il suffit de tracer d_r et de choisir pour P' l'intersection de d_r avec d'

comment tracer d_r ?
dans l'esprit de l'exercice précédent, prendre deux points quelconques de d, en tracer les images par la rotation, d_r passe par ces deux images.

une fois qu'on a P', comment tracer P ?
faire la rotation inverse, puisque P' est l'image de ce P cherché.


B2)
d et d' deux droites parallèles
A point quelconque
tracer Q sur d et Q' sur d' tel que AQ' soit diagonale d'un carré dont un sommet soit A

simple : dans ce cas-là, AQQ' est isocèle rectangle de sommet Q, tu reprends le même procédé que pour A) et B1) avec Q' image de Q par la similitude de centre A, d'angle 45°, de rapport \sqrt2
Similitude directe, prendre des initiatives

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 18:04

Merci beaucoup de ton aide !
J'ai une dernière question, comment trace t-on dr a la fin, de la même facon que dans la A ou la B ?

Posté par
dhalte
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 18:15

comment a-t-on fait dans les questions précédentes ?

Posté par
Euphrasie
re : Similitude directe, prendre des initiatives 17-03-12 à 18:17

Finalement j'ai trouvé est fini. Encore une fois, merci beaucoup de ton aide !



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