Mathématiques

Question

Bonsoir tout le monde, besoin d'aide SVP!! :) :) :)

Bonsoir, j'aurais besoin d'aide pour un DM en maths SVP
On considère un triangle ABC non aplati. On définit le point K par la relation vectorielle:

AK - BK + 2CK = 0 (AK; BK, CK et 0 sont des vecteurs...)

Quel est le lieu des points K lorsque A décrit une droite fixée?

Merci d'avance!!!

1 Réponse

  • Bonjour Pitony01

    Voici une approche vectorielle du problème.

    [tex]\\\overrightarrow{AK}-\overrightarrow{BK}+2\overrightarrow{CK}=\overrightarrow{0} \\\overrightarrow{AK}+\overrightarrow{KB}+2\overrightarrow{CK}=\overrightarrow{0} \\\overrightarrow{AB}+2\overrightarrow{CK}=\overrightarrow{0} [/tex]

    Soit (d) la droite donnée.
    Soit A’ un second point de cette droite (d) différent de A  et K’ un point vérifiant la relation  [tex]\overrightarrow{A'K'}-\overrightarrow{BK'}+2\overrightarrow{CK'}=\overrightarrow{0}.[/tex]

    Donc, ce point K’ vérifiera également la relation  [tex]\\\overrightarrow{A'B}+2\overrightarrow{CK'}=\overrightarrow{0}[/tex]

    Par conséquent,

    [tex]\\(\overrightarrow{AB}+2\overrightarrow{CK})-(\overrightarrow{A'B}+2\overrightarrow{CK'})=\overrightarrow{0}[/tex]

    [tex]\\\overrightarrow{AB}+2\overrightarrow{CK}-\overrightarrow{A'B}-2\overrightarrow{CK'}=\overrightarrow{0}[/tex]

    [tex]\\\overrightarrow{AB}-\overrightarrow{A'B}+2\overrightarrow{CK}-2\overrightarrow{CK'}=\overrightarrow{0}[/tex]

    [tex]\\(\overrightarrow{AB}-\overrightarrow{A'B})+2(\overrightarrow{CK}-\overrightarrow{CK'})=\overrightarrow{0}[/tex]

    [tex]\\(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BA'})+2(\overrightarrow{CK}+\overrightarrow{K'C})=\overrightarrow{0}[/tex]

    [tex]\\\overrightarrow{AA'}+2\overrightarrow{K'K}=\overrightarrow{0}[/tex]

    [tex]\\2\overrightarrow{KK'}=\overrightarrow{AA'} [/tex]

    [tex]\\\overrightarrow{KK'}=\dfrac{1}{2}\overrightarrow{AA'}[/tex]

    Nous en déduisons que les vecteurs  [tex]\overrightarrow{KK'}[/tex] et [tex]\overrightarrow{AA'}[/tex] sont colinéaires.

    D’où  les droites (KK’) et (AA’) sont parallèles.

    Par conséquent, si le point A décrit une droite (d) fixée, alors les points K parcourent une droite (d’) parallèle à la droite (d) passant par K.

    Réciproquement, si (d’) est une droite passant par K et parallèle à la droite (d), montrons que pour tout point K’ de (d’), il existera un point A’ de (d) vérifiant  la relation  [tex]\overrightarrow{A'K'}-\overrightarrow{BK'}+2\overrightarrow{CK'}=\overrightarrow{0}[/tex]

    On sait que (d’) est parallèle à (d).

    Donc, il existe un point A’ de (d) et un point K’ de (d’) tel que  [tex]\\\overrightarrow{KK'}=\dfrac{1}{2}\overrightarrow{AA'}[/tex]

    [tex]\\\overrightarrow{AA'}+2\overrightarrow{K'K}=\overrightarrow{0}[/tex]

    [tex]\\(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BA'})+2(\overrightarrow{CK}+\overrightarrow{K'C})=\overrightarrow{0} [/tex]

    [tex]\\(\overrightarrow{AB}-\overrightarrow{A'B})+2(\overrightarrow{CK}-\overrightarrow{CK'})=\overrightarrow{0} [/tex]

    [tex]\\\overrightarrow{AB}-\overrightarrow{A'B}+2\overrightarrow{CK}-2\overrightarrow{CK'}=\overrightarrow{0} [/tex]

    [tex]\\\overrightarrow{AB}+2\overrightarrow{CK}-\overrightarrow{A'B}-2\overrightarrow{CK'}=\overrightarrow{0} [/tex]

    [tex]\\(\overrightarrow{AB}+2\overrightarrow{CK})-(\overrightarrow{A'B}+2\overrightarrow{CK'})=\overrightarrow{0} [/tex]

    Or par hypothèse, nous savons que [tex]\overrightarrow{AB}+2\overrightarrow{CK}=\overrightarrow{0}[/tex]

    Donc,  [tex]\\\overrightarrow{0}-(\overrightarrow{A'B}+2\overrightarrow{CK'})=\overrightarrow{0}[/tex]

    [tex]\\\overrightarrow{A'B}+2\overrightarrow{CK'}=\overrightarrow{0}[/tex]

    [tex]\\\overrightarrow{A'K'}+\overrightarrow{K'B}+2\overrightarrow{CK'}=\overrightarrow{0} [/tex]

    [tex]\\\boxed{\overrightarrow{A'K'}-\overrightarrow{BK'}+2\overrightarrow{CK'}=\overrightarrow{0}}[/tex]

    En conclusion,

    Nous avons montré que
     
    si le point A décrit une droite (d) fixée, alors les points K parcourent une droite (d’) parallèle à la droite (d) passant par K

    et que

    si (d’) est une droite passant par K et parallèle à la droite (d), montrons que pour tout point K’ de (d’), il existera un point A’ de (d) vérifiant  la relation  [tex]\overrightarrow{A'K'}-\overrightarrow{BK'}+2\overrightarrow{CK'}=\overrightarrow{0}[/tex]

    Par conséquent,

    le lieu des points K lorsque A décrit une droite fixée est une droite parallèle à la droite donnée

Autres questions