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Question

Coucou !
Aidez moi s'il vous plait, je n'y comprend rien..


Dans un repère orthonormé (O,I,J), on donne les points A (-4 ; 3/2), B (-2 ; 5/2) et C (2 ; 1/2)

1) Placer ces points dans le plan.
Cette figure sera complétée tout au long du problème.

2) Soit M (0 ; a), ou a est un réel. Déterminer a pour que le triangle ABM soit rectangle en B.

3) Que remarque t'on pour les points B, M et C ? Justifier.

4) Déterminer les coordonnées du point N tel que le quadrilatère ABNC soit un parallélogramme.

5) déterminer les coordonnées du point K, symétrique du point A par rapport au point B.

6) Montrer que le triangle BKN est rectangle et isocèle.

7) Quelle est la nature du quadrilatère BCNK ?
merci à vous

1 Réponse

  • Bonjour Limacaroumiancy91

    1) Figure en pièce jointe. 

    2) Puisque le triangle ABM doit être rectangle en B, la relation de Pythagore doit être vérifiée.

    Or 

    [tex]AB^2=(x_B-x_A)^2+(y_B-y_A)^2\\\\AB^2=(-2+4)^2+(\dfrac{5}{2}+\dfrac{3}{2})^2\\\\AB^2=2^2+4^2=4+16\\\\\boxed{AB^2=20}\\\\\\BM^2=(x_M-x_B)^2+(y_M-y_B)^2\\\\BM^2=(0+2)^2+(a-\dfrac{5}{2})^2\\\\BM^2=2^2+(a-\dfrac{5}{2})^2=4+a^2-5a+\dfrac{25}{4}\\\\\boxed{BM^2=a^2-5a+\dfrac{41}{4}}\\\\\\AM^2=(x_M-x_A)^2+(y_M-y_A)^2\\\\AM^2=(0+4)^2+(a+\dfrac{3}{2})^2\\\\AM^2=4^2+(a+\dfrac{3}{2})^2=16+a^2+3a+\dfrac{9}{4}\\\\\boxed{AM^2=a^2+3a+\dfrac{73}{4}}[/tex]

    D'où

    [tex]AB^2+BM^2=AM^2\\\\\Longleftrightarrow20+a^2-5a+\dfrac{41}{4}=a^2+3a+\dfrac{73}{4}\\\\\Longleftrightarrow a^2-5a-a^2-3a=\dfrac{73}{4}-20-\dfrac{41}{4}\\\\\Longleftrightarrow-8a=-12\\\\\Longleftrightarrow a=\dfrac{-12}{-8}\\\\\Longleftrightarrow\boxed{a=\dfrac{3}{2}}[/tex]

    3) Les points B, M et C semblent être alignés.

    Démontrons-le.

    [tex]\overrightarrow{BM}=(x_M-x_B;y_M-y_B)=(0+2;\dfrac{3}{2}-\dfrac{5}{2})=(2;-1)\\\\\Longrightarrow\boxed{\overrightarrow{BM}\ :\ (2;-1)}\\\\\overrightarrow{BC}=(x_C-x_B;y_C-y_B)=(2+2;\dfrac{1}{2}-\dfrac{5}{2})=(4;-2)\\\\\Longrightarrow\boxed{\overrightarrow{BC}\ :\ (4;-2)}[/tex]

    D'où  [tex]\overrightarrow{BC}=2\overrightarrow{BM}[/tex]

    Les vecteurs  [tex]\overrightarrow{BC}[/tex]  et  [tex]\overrightarrow{BM}[/tex] sont donc colinéaires.

    Par conséquent, les points B, M et C sont alignés.

    4) Le quadrilatère ABNC est un parallélogramme si et seulement si [tex]\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{CN}[/tex]

    Or  

    [tex]\overrightarrow{AB}(x_B-x_A;y_B-y_A)=(-2+4;\dfrac{5}{2}+\dfrac{3}{2})=(2;4)\\\\\Longrightarrow\boxed{\overrightarrow{AB}\ :\ (2;4)}\\\\\\\overrightarrow{CN}(x_N-x_C;y_N-y_C)=(x_N-2;y_N-\dfrac{1}{2})\\\\\Longrightarrow\boxed{\overrightarrow{CN}\ :\ (x_N-2;y_N-\dfrac{1}{2})}[/tex]

    D'où 

    [tex]\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{CN}\\\\\Longleftrightarrow(2;4)=(x_N-2;y_N-\dfrac{1}{2})\\\\\Longleftrightarrow\left\{\begin{matrix}x_N-2=2\\\\y_N-\dfrac{1}{2}=4 \end{matrix}\right.\\\\\\\Longleftrightarrow\left\{\begin{matrix}x_N=4\\\\y_N=\dfrac{9}{2} \end{matrix}\right.\\\\\\\Longrightarrow\boxed{N\ :\ (4;\dfrac{9}{2})}[/tex]

    5) Le point K est le symétrique du point A par rapport à B signifie que B est le milieu du segment [AK].

    D'où

    [tex](x_B;y_B)=(\dfrac{x_A+x_K}{2};\dfrac{y_A+y_K}{2})\\\\\\(-2;\dfrac{5}{2})=(\dfrac{-4+x_K}{2};\dfrac{-\dfrac{3}{2}+y_K}{2})\\\\\\\Longrightarrow\left\{\begin{matrix}\dfrac{-4+x_K}{2}=-2\\\\\dfrac{-\dfrac{3}{2}+y_K}{2}=\dfrac{5}{2}\end{matrix}\right.\\\\\\\Longrightarrow\left\{\begin{matrix}-4+x_K=-4\\\\-\dfrac{3}{2}+y_K=5 \end{matrix}\right.\\\\\\\Longrightarrow\left\{\begin{matrix}x_K=0\\\\y_K=\dfrac{13}{2} \end{matrix}\right.\\\\\\\Longrightarrow\boxed{K:(0;\dfrac{13}{2})}[/tex]


    [tex]6)\ BK^2=(x_K-x_B)^2+(y_K-y_B)^2\\\\BK^2=(0+2)^2+(\dfrac{13}{2}-\dfrac{5}{2})^2\\\\BK^2=2^2+4^2=4+16\\\\\boxed{BK^2=20}\\\\\\KN^2=(x_N-x_K)^2+(y_N-y_K)^2\\\\KN^2=(4-0)^2+(\dfrac{9}{2}-\dfrac{13}{2})^2\\\\KN^2=4^2+(-2)^2=16+4\\\\\boxed{KN^2=20}\\\\\\BN^2=(x_N-x_B)^2+(y_N-y_B)^2\\\\BN^2=(4+2)^2+(\dfrac{9}{2}-\dfrac{5}{2})^2\\\\BN^2=6^2+2^2=36+4\\\\\boxed{BN^2=40}[/tex]

    Le triangle BKN est rectangle en K car la relation de Pythagore est vérifiée.

    En effet

    [tex]BK^2+KN^2=20+20\\\\BK^2+KN^2=40\\\\\boxed{BK^2+KN^2=BN^2}[/tex]

    Le triangle BKN est isocèle car [tex]BK=KN=\sqrt{20}[/tex]

    Par conséquent, le triangle BKN est rectangle et isocèle.

    7) Les droites (NC) et (AB) sont parallèles et NC = AB car ABNC est un parallélogramme.

    Les droites (AB) et (BK) sont parallèles et AB = BK car B est le milieu de [AK].

    D'où les droites (NC) et (BK) sont parallèles et NC = BK.

    On en déduit que le quadrilatère BCNK est un parallélogramme.

    Or BK = KN.

    Un parallélogramme ayant deux côtés consécutifs de même longueur est un losange.

    Donc le quadrilatère BCNK est un losange..

    Mais le triangle BKN est rectangle en K ==> l'angle BKN est un angle droit.

    Un losange possédant un angle droit est un carré.

    Par conséquent, le quadrilatère BCNK est un carré.
    Image en pièce jointe de la réponse Anonyme

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