Corrigé du devoir maison : Droite d`Euler
Transcription
Corrigé du devoir maison : Droite d`Euler
Seconde Corrigé du devoir maison : Droite d'Euler Janvier 2009 Figure de l'énoncé A) Caractérisation vectorielle de l'orthocentre : OB + OH = OA + OC 1) OB + OC = OA ' + A'B + OA ' + A ' C (d'après la relation de Chasles) Or, A' est le milieu de [BC], d'où : A ' B + A ' C = 0 Donc : OB + OC = 2 OA ' 2) OB + OH = OA + OC = OA + 2 OA ' Or, OH = OA + AH (relation de Chasles) D'où : OA + AH = OA + 2 OA ' Donc : AH = 2 OA ' 3) A' milieu de [BC] O centre du cercle circonscrit au triangle ABC O : point de concours des médiatrices de ABC. D'où : (OA') est une médiatrice du triangle ABC Or, par définition, on sait que la médiatrice d'un segment est perpendiculaire à ce segment en son milieu. Alors, (OA') ⊥ (BC) Comme AH = 2 AH et OA ' , OA ' sont deux vecteurs colinéaires d'où : (AH) // (OA') Propriété : Si deux droites sont parallèles, alors toute perpendiculaire à l'une est aussi perpendiculaire à l'autre. Donc : (AH) ⊥ (BC) 4) On montre de même que BH = 2 OB ' et (OB') ⊥ (AC) avec (BH) // (OB') Donc : (BH) ⊥ (AC) 5) (AH) est la droite qui passe par le sommet A du triangle ABC et qui est perpendiculaire au côté [BC]. C'est donc la hauteur issue de A de ce tiangle. Même chose pour (BH) qui est la hauteur issue de B du triangle ABC. Propriété : Dans un triangle, les trois hauteurs sont concourantes et le point de concours est l'orthocentre. Comme (AH) et (BH) se coupent en H, Donc : H est l'orthocentre du triangle ABC B) Droite d'Euler : G centre de gravité du triangle ABC Résultat préalable : Montrons que GA = −2 GA ' 2 G vérifie : AG = AA ' 3 (se démontre facilement en partant de GA + GB + GC = 0 et en introduisant A' dans les vecteurs GB et GC par la relation de Chasles) 2 2 ( A'G + GA = GA ) A'A = 3 3 2 2 A'G GA – GA = 3 3 1 2 A'G C'est-à-dire : GA = 3 3 GA = 2 A'G Donc : GA = −2 GA ' 6) GO + GO + OA = -2( OA ' ) D'où : 3 GO = − OA −2 OA ' Donc : 3 OG = OA + 2 OA ' 7) Or, OH = OA + 2 OA ' Donc : 3 OG = OH 8) Cas ABC pas équilatéral : On a O≠ G , c'est-à-dire OG ≠ 0 Alors, O et H sont distincts et OG et OH sont colinéaires avec une extrémité en commun, Donc : O, G et H sont alignés 9) Si ABC equilatéral, G = H et alors O, G et H sont confondus