Défi géométrie

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Posted by: Sylar

Bonsoir,
E est un R espace vectoriel de dimension 3, rapporté à un repère affine (O,\vec{i},\vec{j},\vec{k}). On donne un plan P_0 et n droites D_1,...,D_n. Un plan P variable se déplace parallèlement à P_0 et coupe D_i en M_i. Déterminer le lieu des isobarycentres G des points M_i.

Bonne chance.....



Posted by: Sylar

Pas d'idées ?



Posted by: Imod

J'aurais tendance à dire une droite mais sans preuve ( ni conviction )

Imod



Posted by: yos

Je dis aussi une droite (et avec conviction).



Posted by: yos

Et on se demande ce que le repère vient faire dans l'exercice.



Posted by: Sylar

Et la justification ?



Posted by: Quidam

Ben, ça ma paraît simple !

L'équation d'un plan est :
\Large \vec{OM}.\vec{N}=\vec{OM_0}.\vec{N}, si \Large M_0 est un point du plan et \Large \vec{N} un vecteur normal au plan.
Pour i =1 à n, l'équation de la droite \Large D_i est \Large \vec{OM}=\vec{OA_i}+\lambda \times \vec{V_i}, si \Large A_i est un point de la droite et \Large \vec{V_i} un vecteur directeur.

L'intersection du plan avec la droite \Large D_i est déterminée par :
\Large \vec{OM_i}.\vec{N}=\vec{OM_0}.\vec{N}
soit :
\Large [\vec{OA_i}+\lambda \times \vec{V_i}].\vec{N}=\vec{OM_0}.\vec{N}
\Large \vec{OA_i}.\vec{N}+\lambda \times \vec{V_i}.\vec{N}=\vec{OM_0}.\vec{N}
\Large \lambda \times \vec{V_i}.\vec{N}=\vec{OM_0}.\vec{N}-\vec{OA_i}.\vec{N}
D'où
\Large \lambda=\frac{\vec{OM_0}.\vec{N}-\vec{OA_i}.\vec{N}}{\vec{V_i}.\vec{N}}
Finalement :
\Large \vec{OM_i}=\vec{OA_i}+[\frac{\vec{OM_0}.\vec{N}-\vec{OA_i}.\vec{N}}{\vec{V_i}.\vec{N}}] \times \vec{V_i}
L'isobarycentre des n point \Large M_i est le point G déterminé par :
\Large \vec{OG}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n \vec{OM_i}
\Large \vec{OG}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n [\vec{OA_i}+[\frac{\vec{OM_0}.\vec{N}-\vec{OA_i}.\vec{N}}{\vec{V_i}.\vec{N}}] \times \vec{V_i}]
Appelons alors \Large G_0 l'isobarycentre des \Large A_i
\Large \vec{OG}=\vec{OG_0}+\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n [[\frac{\vec{OM_0}.\vec{N}-\vec{OA_i}.\vec{N}}{\vec{V_i}.\vec{N}}] \times \vec{V_i}]
\Large \vec{OG}=\vec{OG_0}+\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n [\frac{\vec{OM_0}.\vec{N}}{\vec{V_i}.\vec{N}}] \times \vec{V_i}-\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n [\frac{\vec{OA_i}.\vec{N}}{\vec{V_i}.\vec{N}}] \times \vec{V_i}
\Large \vec{OG}=\vec{OG_0}-\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n [\frac{\vec{OA_i}.\vec{N}}{\vec{V_i}.\vec{N}}] \times \vec{V_i}+(\vec{OM_0}.\vec{N})\frac{1}{n}\sum_{i=1  }^n [\frac{1}{\vec{V_i}.\vec{N}}] \times \vec{V_i}
La seule chose qui change dans cette formule lorsque l'on change de plan c'est le nombre \vec{OM_0}.\vec{N}. C'est l'équation d'une droite !



Posted by: Sylar

Pas si simple quand meme......



Posted by: Sylar

Mais super bien la démonstration ;la classe........



Posted by: Quidam

Citation:
Posté par Sylar
Pas si simple quand meme......


A part l'utilisation du symbole \Large \Sigma auquel ne sont pas habitués les élèves de première, je pense que c'est du niveau de première, enfin presque !



Posted by: Rain'

Moi j'ai connu plus joli venant de Quidam, ça manque de dessin tout ça



Posted by: Quidam

Citation:
Posté par Rain'
Moi j'ai connu plus joli venant de Quidam, ça manque de dessin tout ça


Eeeh ! On fait ce qu'on pneu ! On n'est pas des chambres à air !



Posted by: Rain'

oh faudra que je la ressorte celle là , merci !!



Posted by: Sylar

Par contre je comprend pas comment on en déduit que c'est une droite:

La seule chose qui change dans cette formule lorsque l'on change de plan c'est le nombre \vec{OM_0}.\vec{N}. C'est l'équation d'une droite !



Posted by: Imod

Citation:
Posté par Rain'
Moi j'ai connu plus joli venant de Quidam, ça manque de dessin tout ça


Y'en a qui veulent toujours plus Mais l'avantage de la géométrie vectorielle est aussi son inconvénient de belles démonstrations courtes et sans ambiguité mais souvent peu visuelles et ne laissant pas facilement prévoir des développements .

Mais bon on ne va pas bouder une belle démonstration

Imod



Posted by: Quidam

Citation:
Posté par Sylar
Par contre je comprend pas comment on en déduit que c'est une droite:

La seule chose qui change dans cette formule lorsque l'on change de plan c'est le nombre \vec{OM_0}.\vec{N}. C'est l'équation d'une droite !


En gros ça revient à :

\Large \vec{OG} = \vec{W} + k \times \vec{Z}
avec k variable !

Donc ça veut dire que :

\Large \vec{OG}-\vec{W} =  k \times \vec{Z}

Si on appelle H le point tel que \Large \vec{OH}=\vec{W}, alors :

\Large \vec{OG}-\vec{OH} =  k \times \vec{Z}
\Large \vec{HG} =  k \times \vec{Z}

C'est l'équation de la droite passant par H et de vecteur directeur \Large \vec{Z}, non ?



Posted by: Sylar

exact merci beaucoup;et dire que c'est extrait d'un oral de central......











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