Huit points en involution

Bonjour,
Je propose ce nouveau problème.
Montrer que dans un quadrilatère complet, les quatre orthocentres et les points où la ligne de ces orthocentres est coupée par les quatre côtés sont huit points en involution.
Amicalement

Réponses

  • Bonjour,

    Bouzar, pourrais tu nous rappeler ce que sont "huit points en involution" ?

    Cordialement,

    Rescassol
  • Bonjour à tous
    Voici la figure de Bouzar dans toute sa splendeur
    On part d'un quadrilatère complet c'est à dire de quatre droites: $a$, $b$, $c\ $, $d\ $ en position générale.
    Je note $H_a$ l'orthocentre du triangle formé par les trois droites $(b,c,d)$, $H_b$ l'orthocentre du triangle formé par les trois droites $(a,c,d)$, $H_c$ l'orthocentre du triangle formé par les trois droites $(a,b,d)$, $H_d$ l'orthocentre du triangle formé par les trois droites $(a,b,c)$.
    On sait ou plutôt on savait ou plus exactement, on en a plus rien à cirer, que ces quatre orthocentres sont alignés sur la directrice de l'unique parabole tangente aux quatre droites $(a,b,c,d)$, directrice notée $L$ sur la figure.
    Je note les intersections: $\alpha= L\cap a\ $, $\beta=L\cap b$, $\gamma=L\cap c$, $\delta=L\cap d$.
    Alors les quatre paires $(H_a,\alpha)$, $(H_b,\beta)$, $(H_c,\gamma)$, $(H_d,\delta)$ sont quatre paires de points en involution.
    Aujourd'hui plus personne ne sait ce qu'est une involution sauf peut-être Jacques Lacan mais il a disparu lui aussi depuis un bon bout de temps en compagnie des involutions!
    Alors faisons comme si!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus85450
  • Bonjour,

    Vous ne pourriez pas vous donner la peine de dire de quoi vous parlez ?
    Bouzar parle de huit points en involution.
    Pappus parle de $4$ paires de points en involution (traduction libre ? Pappus parle le Bouzar).
    Pour moi, une involution est une application vérifiant $f \circ f = Id$.
    Il y en en a une infinité de sortes (affines, circulaires, totalement discontinues ......)
    De quoi parlez vous ?

    Cordialement,

    Rescassol
  • Mon cher Rescassol
    Je pense avoir été plus précis que Bouzar puisque j'ai groupé ces huit points deux par deux, ce qu'il n'avait pas fait.
    L'involution en question, c'est forcément une involution de la droite $L$ sur laquelle sont alignés ces huit points.
    Ne me dis pas que tu ne connais pas ce qu'est une involution d'une droite!
    On en a parlé des dizaines de fois ici même
    En tout cas ce ne sont pas les involutions chères à Jacques Lacan!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour,

    $f$ définie par $f(x)=x$ si $x \in \mathbb{Q}$ et $f(x)=1-x$ sinon, est une involution de $\mathbb{R}$.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Mon cher Rescassol
    Que nous racontes-tu là qui a peu de rapport sinon aucun avec la figure de Bouzar?
    La droite de Bouzar, c'est la droite $L$, ce n'est ni $\mathbb Q$ ni $\mathbb R$!!
    Il faut exhiber une homographie involutive $f$ de la droite $L$ telle que:
    $f(H_a)=\alpha$, $f(H_b)=\beta$, $f(H_c)=\gamma$, $f(H_d)=\delta$.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour pappus et Rescassol,
    Comme dit par pappus, il existe une parabole et une seule tangente aux quatre côtés du quadrilatère et sa directrice $L$ est la droite des orthocentres $H_a,H_b,H_c, H_d$. Soit $y^2- 2px = 0$ son équation.
    Les quatre côtés du quadrilatère complet c'est à dire les quatre droites: $a, b, c , d$ en position générale auront des équations de la forme :
    $y = m_ix +\dfrac{p}{2m_i}$ où i=1,2,3,4 et $m_i$ désignant le coefficient angulaire d'une tangente à la parabole.
    L'orthocentre du triangle formé par les trois premières tangentes (i = 1, 2, 3) a pour ordonnée :
    $\gamma_4 =\dfrac{ p}{2m_1m_2m_3} (1+m_2m_3+m_3m_1+m_1m_2).$
    D'autre part, la directrice de la parabole $L$, ou droite des orthocentres, rencontre le quatrième côté en un point qui a pour ordonnée :
    $\kappa_4 = \dfrac{p}{2m_4}{1-m^2_4}.$
    Il faut prouver que les points $\gamma_4$ et $\kappa_4$, et les points analogues, forment une involution. Pour cela, il faut et il suffit qu'on puisse déterminer deux constantes $\alpha$ et $\beta$ telles qu'on ait :
    $$\gamma_i \times \kappa_i + \alpha(\gamma_i + \kappa_i) + \beta = 0$$
    pour i = 1, 2, 3, 4.
    Amicalement
  • Bonjour
    Finalement avec la méthode suivie par Bouzar, c'est un simple calcul pour Python ou MatLab!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonsoir,

    Maintenant, c'est clair.
    Ce n'était quand même pas si compliqué de préciser homographie involutive dès le début, au lieu d'attendre le septième message.
    Toutes les involutions ne sont pas forcément des homographies.
    Et il est vrai que le calcul est simple.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Mon cher Rescassol
    Quand on parlait en géométrie d'involution sur une droite, cela était autrefois suffisamment clair!
    Mais il est vrai qu'aujourd'hui les choses ont tant changé que certains, pas toi évidemment, ne savent même plus ce qu'est une droite!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour,
    Pour que les constantes $\alpha$ et $\beta$ existent, il faut que $ \begin{vmatrix}\gamma_1 \times \kappa_1&\gamma_1 + \kappa_1&1\\ \gamma_2 \times \kappa_2&\gamma_2 + \kappa_2&1\\\gamma_3 \times \kappa_3&\gamma_3 + \kappa_3&1 \end{vmatrix} = 0.$
    Si l'on effectue les calculs, on trouve bien zéro pour résultat.
    De plus, on a aussi que $ \begin{vmatrix}\gamma_1 \times \kappa_1&\gamma_1 + \kappa_1&1\\ \gamma_2 \times \kappa_2&\gamma_2 + \kappa_2&1\\\gamma_4 \times \kappa_4&\gamma_4 + \kappa_4&1 \end{vmatrix} = 0.$
    Amicalement
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