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Vecteur et construction de points

Posté par
Kalyla
18-12-17 à 21:22

Bonsoir,
J'ai un devoir maison à rendre prochainement, le début m'a semblé
facile mais je bloque sur la 2e et 3e partie.

ABC est un triangle. Construire à la règle et au compas, le centre O du
cercle circonscrit au triangle ABC et le centre de gravité G du triangle ABC.
On appellera A' , B' et C' les milieux respectifs des segments [BC], [AC] et [AB].

1) On veut démontrer que AG = ( 2/3 )AA'.
Pour cela on construit le point D symétrique de A par rapport à G.

a. Démontrer que BGCD est un parallélogramme.

D est le symétrique de A par rapport à G, alors G est le milieu de [AD].
[C'C] est la médiane du triangle ABC issue de C coupant [AB] en C', alors C' est le milieu de [AB]
Dans un triangle, si une droite passe par les milieux de deux côtés opposés, alors elle est parallèle au 3ème côté.
Donc (GC) est parallèle à (BD).

[AA'] est la médiane du triangle ABC issue de A en coupant [AC] en A', alors A' est le milieu de [BC]
Dans un triangle, si une droite passe par les milieux de deux côtés opposés, alors elle est parallèle au 3ème côté.
Donc (BG) est parallèle (DC).

Donc si (GC)//(BD) et (BG)//(DC) alors BGCD est un parallélogramme.

b. Quelles relations peut-on établir alors avec le point A'.
A' est l'intersection des diagonales du parallélogramme donc c'est le milieu des diagonales.

c. Démontrer que AG = 2/3AA'. Pourquoi peut-on écrire (vecteur)AG = 2/3(vecteur)AA' ?

GA + GB + GC = 0
GA + GA+ AB + GA +AC = 0
3 GA = - AB - AC
3 AG = AB + AC
3 AG = AA' + A'B + AA' + A'C

Or A'B + A'C = 0 puisque A' est le milieu de [BC]

Donc 3 AG = 2 AA'
Et AG = 2/3 AA'

On peut écrire (vecteur)AG = 2/3(vecteur)AA' car les points A,G et A' sont alignés,
et que G appartient à [AA'].

Voici la seconde partie ( celle ou je rencontre des difficultés).

On admet que (vecteur)BG = 2/3(vecteur)BB' et (vecteur)CG = 2/3(vecteur)CC'
2) Démontrer que (vecteurs)GA + GB + GC = 0(vecteur nul )

GA+GB+GC=0
donc avec Chasles :
GA+GA+AB+GA+AC=0
c'est à dire :
3GA=-AB-AC
et finalement :
3AG=AB+AC

3) a. Construire le point K tel que OK = OA + OB + OC. Quelles conjectures pouvez-vous faire ?
      
  b. Démontrer que OB + OC = 2OA'. En déduire l'expression de AK en fonction de OA'.

   c. Justifier que les droites (AK) et (OA') sont parallèles.

Merci d'avance pour votre aide.

Posté par
philgr22
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 21:27

Bonsoir ,
Tu ne peux pas utiliser la relation GA+GAB+GC =0 avant de l'avoir demontrée

Posté par
philgr22
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 21:41

GB au lieu de GAB....pardon

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 21:42

" démontrer " c'est-à-dire je dois dire à quoi correspondent les vecteur ?
Par exemple GA = -AG
                                     = -2/3AA'

Posté par
philgr22
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 21:42

Ma remarque est pour la question 1

Posté par
philgr22
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 21:43

Tu dois justifier que AG=2/3AA'

Posté par
philgr22
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 21:43

C'est une deduction de ce que tu as demontré juste avant

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 21:59

BG = DC
BA + AG = DA + AC
BA + AG - DA - AC
BA + AG + AD + CA
BD + CG  

Posté par
philgr22
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 22:02

Je ne saisis pas ce que tu fais ; utilise la propriété des diagonales d'un parallelogramme pour montrer que AG = 2/3 AA'

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 22:20

(GC)//(BD) et (BG)//(DC)

GC + BD = BG + DC
GC + CD + BD + GB
GD + GD = O

Je ne vois pas pourquoi j'ai fais ça, et ce que sa démontre.

Posté par
philgr22
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 22:21

Tu as ecrit n'importe quoi là , regarde ce que je t'ai ecrit avant

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 22:38

Les diagonales d'un parallélogramme se coupent en leur milieu .
[AA'] est la médiane du triangle ABC issue de A en coupant [AC] en A', alors A' est le milieu de [BC]. G est le centre de gravité du triangle ABC qui coupe [AA'].

Posté par
philgr22
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 22:42

raisonne en pensant à ce que tu veux prouver...
les diagonales .......
donc A' est le milieu de ...
d'où GA'=1/2 de ...
or, GD=AG donc ...GA' = 1/2 de...

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 22:49

Les diagonales se coupent en leur milieu
donc A' est le milieu de BGCD
d'où GA'=1/2 de AD
or, GD=AG donc G milieu de AD
GA' = 1/2 de AA'

Posté par
philgr22
re : Vecteur et construction de points 18-12-17 à 22:52

Bon vu l'heure , je te laisse....tu ne tiens aucun compte de ce que je t'ecris...
Revois ça àtête reposée.

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 13:00

Bonjour,
j'ai réfléchi à la question mais je ne vois toujours pas où vous voulez en venir.

A' est le milieu de [BC]
d'où GA'=1/2 de [BC]  

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 15:45

Comme G le centre de gravité on peut noté GA + GB + GC = 0  on injecte A dans GB et dans GC

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 15:52

Est-ce correct ?

Posté par
Priam
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 16:04

Pour démontrer la relation vectorielle  GA + GB + GC = 0 , tu pourrais utiliser la relation démontrée  AG = 2/3 AA' ainsi que les deux relations analogues qui sont admises.
Substitue dans l'expression  GA + GB + GC , puis, en regardant la figure, transforme l'expression obtenue en une expression contenant les vecteurs AB, BC et CA.

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 16:20

GA = 2/3AA'
GB = -2/3BB' =  (AB+CB)/3
GC = -2/3CC' = (BC+AC) = BA

Posté par
Kalyla
Exercices vecteurs et conjecture 19-12-17 à 16:55

Bonsoir,
je suis entrain de faire la seconde ( et dernière ) partie de mes exercices. Je vous fait part de l'énoncé et de mes recherches.

ABC est un triangle. O est le centre circonscrit de ce triangle et G le centre de gravité.

3) a. Construire le point K tel que OK = OA + OB + OC. Quelles conjectures pouvez-vous faire ? ( je ne sais pas comment procéder.
      
  b. Démontrer que OB + OC = 2OA'. En déduire l'expression de AK en fonction de OA'.

OK = OA + OB + OC
mais OB + OC = 2OA'
ce qui donne OA + AK = OA + 2OA' donc AK = 2OA'
  
c. Justifier que les droites (AK) et (OA') sont parallèles.

Merci d'avance pour votre aide.

*** message déplacé ***

Posté par
mathafou Moderateur
re : Exercices vecteurs et conjecture 19-12-17 à 17:16

Bonjour,

conjecturer veut dire observer et en tirer une hypothèse raisonnable

pour observer il faudrait bien que tu construises le point K sur un exemple ! (le plus quelconque possible)
de préférence avec un logiciel de géométrie dynamique pour faire varier le triangle à volonté, à défaut de le faire sur plusieurs exemples sur papier.

je te conseille de tracer les droites AK, BK et CK pour observer quelque chose d'intéressant sur ces droites là, et donc leur point de concours K
(idée suggérée par la question c) !!)


c) puisque tu viens de démontrer que en vecteurs AK = 2OA' c'est instantané. (un quart de phrase)

*** message déplacé ***

Posté par
Priam
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 17:21

Je réécris ces trois relations vectorielles :
GA = - 2/3 AA'
GB = - 2/3 BB'
GC = - 2/3 CC' .
Maintenant additionne-les membre à membre.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Exercices vecteurs et conjecture 19-12-17 à 17:34

Tiens, ça ressemble à un beau multipost !!!
questions suivantes (seconde et dernière partie) du même exo que Vecteur et construction de points
bon, on ne va pas faire un procès d'intention en affirmant que c'est réellement la suite du même exo, mais comme l'ensemble est un grand classique ... il y a de fortes chances que ce le soit.

*** message déplacé ***

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 17:40

-2/3 - 2/3 - 2/3 = -6/3

AA' + BB' + CC' = AG + GA' + BG + GB' + CG + GC'

Suis-je sur la bonne voie ?

Posté par
Kalyla
re : Exercices vecteurs et conjecture 19-12-17 à 17:44

Comme OA' est sur une médiatrice, ce vecteur est perpendiculaire à (BC),
donc (AK) l'est aussi et K est donc sur une hauteur issue de A car (vecteur)OK et OA'
sont parallèles car AK = 2OA'

*** message déplacé ***

Posté par
mathafou Moderateur
re : Exercices vecteurs et conjecture 19-12-17 à 17:50

ça c'est la question d)
tu sembles spécialiste de faire les questions à l'envers en partant des conclusions pour obtenir les hypothèses ...
comme dans la première partie de cet exo ...

*** message déplacé ***

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 17:55

AA' = AB + BA'
AA' = AB + 1/2 (BC)
AA' = AB + 1/2 BA + 1/2 AC (d'après Chasles)
AA' = 1/2 AB + 1/2 AC

Posté par
Priam
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 17:55

Euh . . .
Quand je fais l'addition membre à membre, je trouve :
GA + GB + GC = - 2/3 AA' - 2/3 BB' - 2/3 CC' .
Mise en facteur de  - 2/3 :
- 2/3 (AA' + BB' + CC') .
Il s'agit maintenant de montrer que l'expression vectorielle entre parenthèses est nulle (vecteur 0).
Pour cela, il faut transformer l'expression.
Peux-tu exprimer le vecteur AA' en fonction des vecteurs AB et AC ? (regarde la figure)

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 18:08

Je fais pareil avec BB ' et CC' ?

Posté par
Priam
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 18:27

Considère d'abord AA'. Peux-tu exprimer ce vecteur en fonction des vecteurs AB et AC ?

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 18:54

J'ai trouver le vecteur nul mais d'une autre manière.

GA + GB + GC = GA + GA + AB + GA + AC
GA + GB + GC = 3GA + AB + AC
Or AB + AC = 2AA' = 3AG
Donc GA + GB + GC = 3GA + 3 AG = O

Posté par
Priam
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 19:01

Oui, c'est bon.
Je vois que tu as écrit dans ce calcul  AB + AC = 2AA' . C'est bien ce que je te proposais de faire dans mon message précédent.

Posté par
Kalyla
re : Vecteur et construction de points 19-12-17 à 19:18

Merci beaucoup pour votre aide.



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