un lieu conique

Bonjour,

Voici un exercice pour l'examen de géométrie.

Soit $ABC$ un triangle de centre de gravité $G$.

Déterminer précisément le lieu du pôle de la droite d'équation en Cobars $2X=Y+Z$
par rapport aux hyperboles passant par les points $A,B,C,G$.

Faire une figure.

Courage,

Yann

Réponses

  • C'est pour distinguer des Cocars, Cohoms, Copols, Cosphés etc., sans doute
  • Bonjour Yann et Bonne Année, il n'est jamais trop tard!
    En tout cas voici déjà la figure, faite en quelques secondes avec Cabri.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus71840
  • Bonjour,

    Chaurien, cobars est l'abréviation de coordonnées barycentriques par rapport aux sommets du triangle $ABC$.
    Cette abréviation est relativement courante.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Relativement courante ? je ne l'avais jamais vue.71852
  • Bonsoir
    Les questions de sémantique ne sont pas mon fort et de toutes façons, je n'écris jamais en style télégraphique.
    Quant à la solution, elle est aussi rapide à écrire que la figure à faire!
    L'équation générale des coniques $\gamma$ circonscrites au triangle de référence $ABC$ est de la forme:
    $$uyz+vzx+wxy=0$$
    Elles passent par le centre de gravité si et seulement si:
    $$u+v+w=0$$
    Soit $P(x:y:z)$ un point du plan. Les coordonnées tangentielles de la polaire de $P$ par rapport à $\gamma$ sont données par:
    $$\begin{pmatrix}
    0&w&v\\
    w&0&u\\
    v&u&0
    \end{pmatrix}
    .\begin{pmatrix}x\\y\\z\end{pmatrix}
    \simeq
    \begin{pmatrix}2\\-1\\-1\end{pmatrix}
    $$
    On est ainsi amené à écrire le système linéaire homogène suivant en $(u,v,w,t)$:
    $zv+yw-2t=0$
    $zu+xw+t=0$
    $yu+xv+t=0$
    $u+v+w=0$
    dont la matrice est:
    $\begin{pmatrix}
    0&z&y&-2\\
    z&0&x&1\\
    y&x&0&1\\
    1&1&1&0
    \end{pmatrix}
    $
    Il n'y a plus qu'à annuler le déterminant de cette matrice!
    Est-ce encore enseigné?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    Donc autrefois, on faisait bel et bien de l'algèbre linéaire et bilinéaire et en plus de la géométrie!
  • Bonjour
    Le problème de Yann est de nature affine.
    On peut donc sans dommage supposer que le triangle $ABC$ est équilatéral.
    Faire la figure!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour pappus et bonjour tout le monde et Bonne Année !

    Je propose une méthode non calculatoire.

    J'appelle $I$ et $J$ les points sur les côtés situés sur la droite parallèle à $BC$ et passant par $G$.

    J'appelle $I'$ le conjugué harmonique de $I$ par rapport aux sommets $A$ et $B$ et
    $J'$ son alter ego par rapport aux sommets $A$ et $C$.

    Les polaires de $I$ par rapport aux coniques du faisceau passent toutes par $I'$
    et idem du côté $J$ et $J'$

    Aussi avons-nous une homographie entre deux droites projectives (lesquelles ?!)... et le pôle de la droite $IJ$ décrit une conique, que j'appelle $\Gamma$ !
    (Voir le livre de Bruno sur la génération projective des coniques)...

    Il s'agit maintenant de caractériser cette conique $\Gamma$.

    Il n'est pas difficile de voir que cette conique passe par les sommets des coniques dégénérées du faisceau, soit les milieux $A'$, $B'$ et $C'$.

    La considération de la conique du faisceau qui est tangente en $G$ à la droite $IJ$ entraîne l'appartenance de $G$ à la conique $\Gamma$.

    Montrons que notre conique passe par les points $I'$ et $J'$.
    Il suffit pour cela de considérer par exemple la conique du faisceau tangente en $G$ à la droite $I'G$...

    On est sur le point de conclure !

    Les segments $IJ$ et $I'J'$ sont deux cordes parallèles de $\Gamma$ (Thalès) ; la droite joignant leurs milieux passe par le centre $\Omega$ de $\Gamma$ ;
    et, ce centre $\Omega$, qui doit figurer par ailleurs sur la conique de Steiner inscrite $\sigma_{A'B'C'}$, est donc le milieu de $GA'$.

    A plus, Yann

    \\
  • Voici une figure qui illustre mon propos et qui a été exécutée d'une main de maître par un ami très cher

    Cordiales salutations
    Yann71976
  • Je ne doute pas qu'elle soit superbe, mais les courbes n'ont pas l'air réelles (:D.

    Bruno
  • Bonjour Bruno ! Heureux de te voir en ligne !

    La figure a été transmise, mais il faudrait un administrateur charitable pour la rendre visible.
    La magie ça existe

    Amitiés, Yann
  • Malheureusement, je ne la trouve pas en ligne, comment as-tu procédé ?
  • Tout s'explique : tu avais omis de valider l'insertion de la figure ; essaye d'éditer l'un de tes deux autres messages et compare :-).

    Amicalement, Bruno
  • Voici un commentaire "philosophique" sur cette figure et d'autres qui lui sont apparentées.

    Le faisceau de coniques passant par les quatre points $A,B,C$ et $G$ peut être considéré comme le faisceau primordial de la géométrie affine
    ou
    le faisceau paradigmatique primordial de la géométrie affine !

    Outre le fait qu'il s'impose d'office, il possède un nombre considérable de propriétés à la fois élémentaires et jolies.


    La figure qui est donnée ci-dessus cache encore plein de mystères !

    Le flâneur intéressé pourrait y discerner notamment comment tracer les asymptotes de l'hyperbole rouge.


    \\
  • Tout à fait Bruno ! Merci !
    Yann
  • Bonjour
    Juste pour mettre mon grain de sel dans cette histoire.
    On connaît $9$ points (qui n'ont pas la gentillesse d'être toujours distincts) de la conique lieu des pôles d'une droite $L$ par rapport aux coniques passant par $4$ points donnés $A_{1},A_{2},A_{3},A_{4}$ :
    - les sommets $A_{1}A_{2}\cap A_{3}A_{4},A_{1}A_{3}\cap A_{2}A_{4},A_{1}A_{4}\cap A_{2}A_{3}$ du triangle diagonal
    - les $6$ conjugués harmoniques de $A_{i}A_{j}\cap L$ par rapport à $A_{i}$ et $A_{j}$
    Ce n'est rien d'autre que la version projective de la fameuse "conique des $9$ points", lieu des centres des coniques passant par $A_{1},A_{2},A_{3},A_{4}$ : elle passe par les sommets du triangle diagonal et les milieux des segments $\left[ A_{i}A_{j}\right] $
    Amicalement. Poulbot
  • Bonjour,

    Une conique circonscrite passant par $U\simeq u:v:w$ admet pour perspecteur le point $P\simeq u:tv:-\left(1+t\right)w$. Sa matrice est$ \def\coni{\mathcal{C}} \def\tra#1{{{\vphantom{#1}}^{t}{#1}}} \def\etc{,\:\mathrm{etc}} \def\ptv{~;~}$ \[ \coni_{t}\simeq\left[\begin{array}{ccc} 0 & -\left(1+t\right)w & tv\\ -\left(1+t\right)w & 0 & u\\ tv & u & 0 \end{array}\right] \]

    On considère la droite qui, en cohordhonées bharycenthriques, s'écrit $\Delta\simeq\left[f;g;h\right]$. Alors le pôle de la droite par rapport à la conique s'écrit: \[ Q_{t}\doteq Adjoint\left(\coni_{t}\right)\cdot\tra{\Delta}\simeq\left[\begin{array}{c} -u^{2}f+utvg-u\left(1+t\right)wh\\ utvf-t^{2}v^{2}g-\left(1+t\right)wtvh\\ -u\left(1+t\right)wf-\left(1+t\right)wtvg-\left(1+t\right)^{2}w^{2}h \end{array}\right] \] Le lieu de $Q_{t}$ s'obtient en un coup de locusconi: \[ \mathfrak{C}\simeq\left[\begin{array}{ccc} 2\,f\,vw & -\left(fu+gv\right)w & -\left(fu+hw\right)v\\ -\left(fu+gv\right)w & 2\,g\,wu & -\left(gv+hw\right)u\\ -\left(fu+hw\right)v & -\left(gv+hw\right)u & 2\,h\,uv \end{array}\right] \]

    On calcule les intersections de $\mathfrak{C}$ avec les côtés du triangle. On trouve \[ U_{a}\simeq\left(\begin{array}{c} 0\\ v\\ w \end{array}\right)\etc\ptv F'_{a}\simeq\left(\begin{array}{c} 0\\ h\\ g \end{array}\right)\etc \] Autrement dit, $\mathfrak{C}$ est la conique cocévienne de $U$ et de $F\simeq1/f:1/g:1/h$, le tripôle de la droite $\Delta$.

    Et voilà ! Le faisceau paradigmatique primordial semble se subsumer dans le cas général.

    Cordialement, Pierre

    Rem: le perspecteur est "au bout des droites bleues". Et comme Geogebra n'accepte pas de paramétrer par un point de la droite de l'infini, on paramètre à l'aide du point gudulique.71990
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