Familles linéaires de triangles inscrits

Bonsoir à tous
Cela fait longtemps que je n'ai pas parlé de mes chers TGV ou FLTI. !
Regardez attentivement la figure ci-dessous.

Les données de départ sont le triangle $ABC$ et le point $\Omega$.

Tout se passe dans le plan affine.

Alors on oublie l'axiome de Pythagore et on lui dit adieu :
Adieu, Axiome de Pythagore!

Ne pleurez pas, il nous reste quand même l'axiome de Thalès !
Reste un peu avec nous, Axiome de Thalès.

D'ailleurs si vous examinez bien ma figure, vous voyez des petits paquets de droites parallèles en général de la même couleur, mises à part les droites pointillées qui porteront le doux nom de graphes..
Quand on entend ce joli nom, on se sent tout de suite en terrain ami et on est tout ragaillardi !
Vous voyez bien que :
la droite pointillée $(\alpha\alpha')$ est le graphe de la correspondance affine $(b,b')\iff (c,c')$ entre les côtés $CA$ et $AB$,
la droite pointillée $(\beta\beta')$ est le graphe de la correspondance affine $(c,c')\iff (a,a')$ entre les côtés $AB$ et $BC$,
la droite pointillée $(\gamma\gamma')$ est le graphe de la correspondance affine $(a,a')\iff (b,b')$ entre les côtés $BC$ et $CA$,

Et vous voyez que ces trois graphes sont concourants au point $\Omega$.
Cela vous parait simple ?
Eh bien essayez de refaire cette figure
Soit dit en passant, il y a une infinité de solutions.
Ce n'est qu'un [small]minuscule[/small] problème d'algèbre linéaire !
Mais celle-ci est-elle encore dans nos programmes ?
Amicalement
[small]p[/small]appus
PS
Oh les beaux tourniquets!88508
«1

Réponses

  • Bonsoir Pappus,
    ce sont de super tourniquets !
    ce qui est bien c'est de constater que les vecteurs sommés en " ' " sont égaux aux vecteurs sommés sans le prime, et égaux au vecteur formé par un côté:
    une relation de Chasles avec des vecteurs colinéaires éclatés 2 fois
    en tout cas c'est une jolie perspective.

    c'est hors programme de lycée évidemment... mais il y a déjà tant à faire de partout!
  • réflexion de dernière minute: je vais faire les calculs de mon côtés, mais on imagine bien que les coordonnées barycentriques de $\Omega$ prises 2 à 2 définissent uniquement les correspondances affines ... enfin je dois d'abord vérifier que je ne raconte pas n'importe quoi. (je vais le faire...)
  • @Callipiger
    Tu as déjà commencé à raconter n'importe quoi et en très peu de mots, qui plus est!
    Il faut bien dire que cela ne t'est pas trop difficile!
    Tu peux le vérifier et tu vas le faire comme tu le dis si bien
    Vérifier que tu racontes n'importe quoi te feras passer le temps et c'est un agréable somnifère!
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour Pappus
    Une droite quelconque passant par $\Omega $ coupe $BC,CA,AB$ respectivement en $P,Q,R$.
    $P^{\prime },Q^{\prime },R^{\prime }$ sont les symétriques de $P,Q,R$ respectivement par rapport aux milieux de $\left[ BC],[CA],[AB\right] $ (ces $3$ points sont alignés sur une tangente à la conique inscrite de centre le complément de $\Omega $, mais on s'en moque).
    Prendre pour axes $\alpha \alpha ^{\prime },\beta \beta ^{\prime },\gamma \gamma ^{\prime }$ les parallèles en $\Omega $ à $AP^{\prime },BQ^{\prime },CR^{\prime }$ semble faire l'affaire.
    Amicalement. Poulbot
  • @tous en passant...

    le théorème des milieux me manque
    il n'aurait jamais dû disparaître avant que je n'ai pu en avoir toutes les saveurs...
    arf.
  • Merci Poulbot et Bravo pour ta construction que j'ai reproduite ci-dessous.
    La seule difficulté est d'arriver à flanquer tous les points dans les limites de l'épure
    Ta construction est entièrement différente de la mienne et c'est normal car ma figure s'inscrivait de façon logique après des dizaines d'autres, fruits de mes réflexions sur les $TGV$.
    J'avais bien remarqué que Callipiger faisait une fixation sur les tourniquets, alors je lui en ai fourni un qui dormait dans mes archives Cabri depuis presque vingt ans.
    Je serais bien en peine de te donner ma démonstration au pied levé car je perds la mémoire mais en m'y remettant je devrais la retrouver sans trop de peine.
    D'ailleurs je crois que nous avons déjà discuté d'un sujet proche, il y a quelques années dans un fil sur les $TGV$ qu'il faudrait évidemment retrouver.
    Comme d'habitude Callipiger fait le pitre sur le théorème des milieux comme s'il pouvait à lui seul expliquer cette configuration très subtile.
    En plus ni toi ni moi ne l'avons utilisé!
    C'est amusant de voir que cette figure peut être appréhendée dès qu'on sait tracer des droites parallèles c'est à dire sans doute dès la fin du Collège.
    Mais réaliser effectivement cette construction est une autre paire de manches et ce [small]minuscule[/small] exercice pourrait à lui seul couler des générations d'agrégatifs et même déconcerter certains de leurs enseignants.
    Alors à défaut de savoir appliquer l'algèbre linéaire à des problèmes concrets de géométrie, on se contentera de réduire des endomorphismes pour le simple plaisir de les réduire!
    En ce qui concerne cet exercice, j'avais aussi une autre idée derrière la tête!
    Quels sont les lieux des équicentres et des centres aréolaires de ces $FLTI$ quand ta transversale $PQR$ pivote autour de $\Omega$?88550
  • oui, pappus il ne peut pas tout expliquer néanmoins
    dans la configuration le théorème des milieux(i.e lorsque $\Omega$ est le centre de gravité de ABC (il a clairement disparu ce point ci) confond $a$ et $\alpha $, $b$ et $\beta $ enfin $c$ et $\gamma $ et je trouve cela remarquable, dans le tourniquet classique qui est le seul que l'on puisse faire au collège mais encore... le tracé deux droites parallèles est une vue comme une "complication" au collège de nos jours ce n'est clairement plus un acquis à l'entrée du collège alors on dira qu'il y a les les logiciels de géométrie, mais bon

    j'adore ce théorème car il dévisse les translations à coup de symétries centrales, de la même façon que deux symétrie axiales dévissent une rotation


    [small]enfin c'est un point fixe pour le tourniquet[/small]
  • Bonsoir à tous
    Voici la figure que j'ai retrouvée dans mes archives commentée dans mon jargon plus ou moins d'antan!
    Les divisions semblables sont devenues des correspondances affines et les axes affines des graphes.
    On voit que cette construction n'a rien à voir ni de près ni de loin avec celle de Poulbot mais elle a l'avantage de donner le lieu des centres aréolaires.
    Quel est alors le lieu des équicentres?
    Amiclement
    [small]p[/small]appus
    PS
    @Callipiger

    [small]enfin c'est un point fixe pour le tourniquet[/small]

    Pourquoi écris-tu tes âneries en minuscule?
    Aurais-tu honte de les écrire en gros caractères?88570
  • Bonjour
    J'explique un peu certains mots de ma construction.

    Qu'est-ce que la droite duale d'un point $M(x:y:z)$?

    C'est tout simplement la droite $D_M$ d'équation homogène:
    $$xX+yY+zZ=0$$
    Dire que le point $M'(x':y':z')\in D_M$ équivaut à dire que les vecteurs $(x,y,z)$ et $(x',y',z')$ sont orthogonaux pour la forme quadratique $x^2+y^2+z^2$.
    On passe au quotient via le groupe des homothéties vectorielles de $\mathbb R^3$, ( les seules qui restent encore à nous mettre sous la dent) et on dit que les points $M$ et $M'$ du plan (affine complété projectivement) sont conjugués par rapport à la conique d'équation $x^2+y^2+z^2=0$
    C'est toute la théorie de la Conjugaison ou de la Polarité aujourd'hui disparue pour toujours.
    Se pose quand même le problème épineux de la construction de cette droite duale?
    Et c'est là que se fera sans doute le lien avec la jolie construction de Poulbot

    Qu'est-ce que l'orbite harmonique du point $M(x:y:z))$?

    C'est l'ensemble des points $\{M(x:y:z), M_a(-x:y:z), M_b(x:-y:z),M_c(x:y:-z)\}$
    Eh oui c'est une orbite sous l'action d'un certain groupe visiblement réduit à quatre éléments et dont les éléments sont défunts depuis belle lurette!
    Quel est ce groupe?
    Curieusement la construction de cette orbite se voyait autrefois très tôt dès la classe de Seconde c'est à dire dès qu'on voyait les définitions des divisions et des faisceaux harmoniques. J'ai personnellement connu cette époque aujourd'hui révolue!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonne Nuit à tous
    Voici la figure du plan affine (complété projectivement) à garder dans vos tablettes.
    Les données de départ sont le triangle de référence $ABC$ et le point $M(x:y:z)$.
    Elle montre l'orbite harmonique du point $M$: $\{M,M_a,M_b,M_c\}$.
    Sa polaire trilinéaire: la droite bleue $A''B''C''$
    Sa droite duale: la droite orange: $A'''B'''C'''$.
    Je ferai les commentaires plus tard et en attendant, elle passera la nuit bien au chaud!
    Je pense qu'après cela on pourra faire le joint entre la construction de Poulbot et la mienne!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    En Seconde autrefois dans un autre monde, dans un autre siècle, les prototypes d'orbites harmoniques qu'on voyait sans dire évidemment que c'étaient des orbites harmonique étaient:
    1° L'orbite harmonique du centre de gravité: $\{G(1:1:1), G_a(-1:1:1), G_b(1:-1:1), G_c(1:1:-1)\}$ c'est à dire le centre de gravité $G$ et les sommets du triangle antimédial.
    2° L'orbite harmonique du centre du cercle inscrit $I$: $\{I(a:b:c),I_a(-a:b:c),I_b(a:-b:c),I_c(a:b:-c)\}$ c'est à dire le centre du cercle inscrit et les trois centres des cercles exinscrits.88588
  • Bonjour
    Je vais tenter d'expliquer comment je m'y suis pris.
    $\Omega =\left( x_{0}:y_{0}:z_{0}\right) $ avec $x_{0}+y_{0}+z_{0}=1$.
    Soit $P^{\prime }=(0:-1:p^{\prime }),Q^{\prime }=\left( q^{\prime }:0:-1\right) ,R^{\prime }=\left( -1:r^{\prime }:0\right) $ (de sorte que $\overrightarrow{P^{\prime }B}=p^{\prime }\overrightarrow{P^{\prime }C},...$).
    Supposons que les axes $\Omega \alpha ,\Omega \beta ,\Omega \gamma $ soient respectivement parallèles à $AP^{\prime },BQ^{\prime },CR^{\prime }$.
    Prenons $a=\left( 1-u\right) B+uC,b=\left( 1-v\right) C+vA,c=\left( 1-w\right) A+wB$.
    Puisque $\alpha b$ et $\alpha c$ sont parallèles à $AB$ et $AC$, on a $\alpha =\left( v-w:w:1-v\right) $; de même $\beta =\left( 1-w:w-u:u\right) ,\gamma =\left( v:1-u:u-v\right) $.
    $\Omega \alpha \parallel AP^{\prime }$ donne alors $\left( 1\right) $ $v-p^{\prime }w=x_{0}+\left( 1-p^{\prime }\right) y_{0}$;
    de même $\left( 2\right) $ $w-q^{\prime }u=y_{0}+\left( 1-q^{\prime }\right) z_{0}$ et $\left( 3\right) $ $u-r^{\prime }v=z_{0}+\left( 1-r^{\prime }\right) x_{0}$.
    Ce système en $u,v,w$ n'ayant pas une solution unique, on a $p^{\prime }q^{\prime }r^{\prime }=1$, c'est-à-dire que $P^{\prime },Q^{\prime },R^{\prime }$ sont sur une même droite, disons d'équation $\frac{x}{U}+\frac{y}{V}+\frac{z}{W}=0$ et on a alors $p^{\prime }=\frac{W}{V},q^{\prime }=\frac{U}{W},r^{\prime }=\frac{V}{U}$.
    Reportant dans $\left( 1\right) ,\left( 2\right) ,\left( 3\right) $, il vient alors
    $vV-wW=Vx_{0}+\left( V-W\right) y_{0},wW-uU=Wy_{0}+\left( W-U\right) z_{0},uU-vV=Uz_{0}+\left( U-V\right) x_{0}$
    En ajoutant les trois, on obtient la condition finale $Ux_{0}+Vy_{0}+Wz_{0}=0$, c'est-à-dire que la droite passant par les symétriques $P,Q,R$ de $P^{\prime },Q^{\prime },R^{\prime }$ par rapport aux milieux de $\left[ BC],[CA],[AB\right] $ passe aussi par $\Omega $.
    Je pense que ce qui précède peut être simplifié avec un minimum de réflexion et de considérations géométriques ou algébriques, mais cela n'est pas de saison en ce qui me concerne; d'ailleurs les calculs ci-dessus sont relativement simples.
    Amicalement. Poulbot
  • Merci Poulbot
    A part mes petites questions sur les centres aréolaires et les équicentres, c'est parfait, Bravo!
    Je me contenterais donc de prouver que nos deux constructions sont en fait les mêmes, ce qui n'est pas très évident à première vue.
    J'ai isolé dans ma figure précédente assez compliquée la configuration ci-dessous autrefois au programme de Seconde et le lycéen acnéique et studieux que j'étais n'avait aucune difficulté à identifier la division harmonique: $(A',A'',B,C)=-1$.
    C'est un bon exercice d'aller rechercher les divisions et les faisceaux harmoniques présents sur ma figure précédente assez compliquée.
    Pour faire plaisir à Bouzar, je vais me lancer dans de très modestes calculs barycentriques:
    Au départ, on dispose des coordonnées de $M(x:y:z)$
    $A'B'C'$ est ce qu'on appelle le triangle cévien de $M$.
    Les coordonnées de ses sommets sont:
    $A'(0:y:z)$, $B'(x:0:z)$, $C'(x:y:0)$.
    On en déduit l'équation homogène de la droite $B'C'$: $-yzX+zxY+xyZ=0$ puis les coordonnées de l'intersection:
    $BC\cap B'C'=A''(0:y:-z)$.
    Par permutation circulaire on a celles des points $CA\cap C'A'=B''(-x:0:z)$, $AB\cap A'B'=C''(x:-y:0)$
    Les points $A''$, $B''$, $C''$ sont alignés car on a la nullité du déterminant:
    $\begin{vmatrix} 0&-x&x\\y&0&-y\\-z&z&0\end{vmatrix}=0$
    Il suffit d'additionner les colonnes.
    C'est quand même plus class que d'appliquer le théorème de Ménélaüs!!
    La droite $A''B''C''$ s'appelle la polaire trilinéaire du point $M$ et son équation est : $yzX+zxY+xyZ=0$ ou encore $\dfrac Xx+\dfrac Yy+\dfrac Zz=0$
    On voit donc que cette terminologie de polaire est très malheureuse puisque si la polaire trilinéaire du point $M$ passe par $M'$, la polaire trilinéaire de $M'$ n'a aucune raison de passer par $M$.
    Les équations des droites $AA''$, $BB''$, $CC''$ sont alors simples:
    $AA''$: $\dfrac Yy+\dfrac Zz=0$
    $BB''$: $\dfrac Zz+\dfrac Xx=0$
    $CC''$: $\dfrac Xx+\dfrac Yy=0$
    On en déduit immédiatement les coordonnées des intersections:
    $BB''\cap CC''=M_a(-x:y:z)$, $CC''\cap AA''=M_b(x:-y:z)$, $AA''\cap BB''=M_c(x:y:-z)$
    Maintenant que les quatre points $M$, $M_a$, $M_b$, $M_c$ forment une orbite, je vous le laisse découvrir car c'est devenu aujourd'hui secret défense!
    Le meilleur reste pour la fin!!
    $A'''$ est le symétrique de $A''(0:y:-z)$ par rapport au milieu $a$ de $BC$. Ses coordonnées sont donc $A'''(-z:y:0)$
    De même les coordonnées de $B'''$ symétrique de $B''$ par rapport au milieu $b$ de $CA$ sont: $B''(z:0:-x)$ et celles de $C'''$ symétrique de $C''$ par rapport au milieu $c$ de $AB$ sont: $C'''(-y:x:0)$ et ces trois points sont alignés car:
    $\begin{vmatrix}0&z&-y\\-z&0&x\\y&-x&0\end{vmatrix}=0$
    pour cause de déterminant antisymétrique d'ordre impair.
    N'est-ce pas le super pied pour un algébriste de voir que cette minuscule remarque sur les déterminants se traduit concrètement de façon géométrique?
    Il est facile de voir que l'équation de cette droite $A'''B'''C'''$ est: $xX+yY+zZ=0$
    C'est justement la droite duale de $M$.
    On remarque que la relation entre les droites $A''B''C''$ et $A'''B'''C'''$ est justement celle qui existe entre les droites $PQR$ et $P'Q'R'$ dans la construction de Poulbot.
    Les sectateurs de la géométrie du triangle parlent de droites isotomiques.
    Dans mon prochain message, on verra pourquoi la construction de Poulbot et la mienne sont en fait les mêmes!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus88598
  • Bonjour à tous
    Pour montrer que la construction de Poulbot et la mienne sont pratiquement identiques, j'ai simplement superposé sa construction à la mienne.
    Sa droite $P'Q'R'$ est simplement la polaire trilinéaire de mon point $M$ et sa droite $PQR$ est donc la droite duale de $M$, lequel par réciprocité polaire est situé sur la droite duale de $\Omega$ comme il se doit ou plus exactement comme il se devrait puisque la réciprocité polaire a disparu à tout jamais de notre culture.
    Heureusement elle subsiste ailleurs dans d'autres pays qui ne sont pas aussi analphabètes que nous!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    On peut donc dire que Poulbot et moi sommes des géomètres conjugués.
    Je suis dans sa classe de conjugaison pour le moment du moins!88606
  • Bonsoir à tous
    J'ai déjà dit que le lieu des centres aréolaires de ces $TGV$ ou $FLTI$ était la droite duale $\Delta$ du point $\Omega$ par rapport au triangle $ABC$.
    Quant au lieu des équicentres, il est à peine plus compliqué!
    C'est la droite homothétique de la polaire trilinéaire du point $\Omega$ par rapport au triangle $ABC$ dans l'homothétie de centre $\Omega$ et de rapport $\frac 23\ $.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour
    Voici un petit exercice directement inspiré de ce qui précède.
    La figure ci-dessous montre une $FLTI$ ou $TGV$ dont les graphes sont concourants au centre de gravité $G$ du triangle $ABC$.
    Montrer que pour tout triangle $abc$ de la $FLTI$, on a:
    $$S(a,b,c)=\dfrac 29S(A,B,C)$$
    où $S(\bullet,\bullet,\bullet)$ désigne l'aire algébrique!
    C'est déjà pas facile de faire la figure et ça l'est encore moins de trouver ce $\dfrac 29$ un peu mystérieux dont on se demande bien d'où il peut sortir!!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus88652
  • Bonjour
    Maintenant des questions plus sérieuses auxquelles seuls pourraient répondre des agrégatifs si quelqu'un avait l'idée saugrenue de leur proposer la configuration précédente.
    Heureusement pour eux, cela n'arrivera jamais et il pourront toujours continuer à réduire leurs endomorphismes en toute quiétude sans angoisse métaphysique à propos d'une géométrie disparue.
    Soit $f$ l'application affine $ABC\mapsto abc$. Déjà quesaco?
    1° Calculer le polynôme caractéristique de la partie linéaire $\overrightarrow f$ de $f$.
    Surtout ne vous bousculez pas!
    2° Déterminer le point fixe et les droites invariantes de $f$.
    Pas de panique, ce n'est qu'un mauvais rêve, réveillez vous!
    3° Lieu du point fixe. Un lieu? Mais il nous prend pour qui!
    4° Montrer qu'une des droites invariantes reste parallèle à une direction fixe.
    Va-t-on être obligé de sortir sa règle et son compas?
    5° Cherchez l'enveloppe de l'autre droite invariante.
    Rassurez vous, la théorie des enveloppes n'est plus au programme!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour
    Pour ceux qui se désespèrent de la disparition momentanée de l'Axiome de Pythagore, j'offre l'occasion de se servir à nouveau de leur Axiome Bien Aimé!
    J'ai refait ma dernière figure dans le plan euclidien.
    J'ai supposé que le triangle $ABC$ était équilatéral et que le graphe [large]$\alpha\ $[/large] de la correspondance affine $b\iff c$ était parallèle à la droite $BC$.
    Calculer l'angle $\theta\ $!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus88668
  • Bonne Nuit à tous
    On va partir à la chasse à cet intrigant $\frac 29$!
    Comment ai-je trouvé cette fraction bizarre?
    Certainement pas par le calcul!!
    Tout simplement j'ai fait la figure en suivant ma propre construction après quand même m'être assuré qu'elle conduisait au même résultat que celle de Poulbot.
    Puis j'ai calculé le rapport des aires algébriques $\dfrac{S(a,b,c)}{S(A,B,C)}$ et constaté qu'il était égal à $\frac 29$ sans en être trop surpris car je m'attendais à ce que ce rapport puisse être constant, mon point $M$ de départ étant situé à l'infini.
    En effet la droite $L$ de départ de Poulbot passe par le centre de gravité $G(1:1:1)$.
    Son équation homogène est donc de la forme:
    $$xX+yY+zZ=0$$
    Et comme elle passe par $G$, on a:
    $$x+y+z=0$$
    Donc mon point $M(x:y:z)$, pôle de $L$ est situé sur la droite de l'infini!
    Maintenant il faut faire la figure et j'ai déjà dit que ce n'était pas facile car dans un premier temps, il va falloir construire l'orbite harmonique de $M$.
    Encore un horrible cauchemar qui se prépare!
    Vite mon Prozac!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour à tous
    Il suffit de regarder ma figure [large]de ce message[/large]
    $$(M,M_a,A,A')=(\infty,M_a,A,A')=-1$$
    Et $M_a$ est le milieu du segment $AA'$ et appartient à la droite des milieux joignant le milieu de $AB$ à celui de $AC$.
    Autrement dit le triangle $M_aM_bM_c$ qui est le triangle anticévien du point $M$ et à ce titre circonscrit au triangle $ABC$ est aussi inscrit dans le triangle médial, étonnant n'est-il pas?
    Quant aux droites $AM_a$, $BM_b$, $CM_c$ qui passent par le point $M$, elles sont parallèles entre elles puisque $M$ est à l'infini.
    En effet si un point à l'infini n'est pas visible directement même avec une bonne paire de jumelles, on peut quand même le repérer par la direction du plan affine qu'il définit.
    Comme je n'avais pas accès directement au point $M$, je suis parti d'un point $M_a$ quelconque sur la droite $B'C'$ pour reconstituer ma figure!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus88710
  • Bonjour
    Une fois la figure précédente acquise, je suis parti d'un point $a\in BC$ absolument quelconque et sans autre état d'âme, j'ai dessiné mon petit tourniquet $a\gamma b\alpha c\beta a$, assuré par les calculs de Poulbot qu'il se refermerait bien correctement.
    Enfin grâce aux outils de mon logiciel, j'ai mesuré le scalaire $\dfrac{S(A,B,C)}{S(a,b,c)}$ et constaté à ma grande satisfaction qu'il valait $4,5$ quelque soit la position du point $a$ sur la droite $BC$.
    Il reste maintenant à expliquer ce phénomène et ça, c'est une nouvelle paire de manches qui nous attend!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus88718
  • Bonjour à tous
    Et là il n'y a pas de mystère, il faut se retrousser les manches et reprendre dans ce cas particulier les calculs que Poulbot a mené à bien dans le cas général et dont il nous a dit qu'ils étaient relativement simples.
    Et le cadre de ces calculs? Eh bien c'est la Divine Algèbre Linéaire!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour à tous
    Je laisse le paradis de la géométrie hyperbolique à Gai Requin et quant à moi, vu mon âge avancé et ma lucidité thermodynamique, je dois me contenter de patauger dans les marécages de la géométrie affine.
    On reprend donc les calculs relativement simples de Poulbot et la première chose à faire est de récupérer les équations des graphes [size=large]$(\alpha)\ $[/size], [size=large]$(\beta)$[/size], [size=large]$(\gamma)$[/size] de nos trois correspondances affines.
    Instinctivement on sent que ça va saigner!
    Il faut d'abord avoir une équation de la droite $M_bM_c$.
    Comme on connait les coordonnées des points $M_b(x:-y:z)$ et $M_c(x:y:-z)$, il y a de bonnes chances que ce soit:
    $$zY+yZ=0$$
    Maintenant il nous faut l'équation de la parallèle à cette droite passant par $G(1:1:1)$
    Il se trouve que le faisceau des droites parallèles à $M_bM_c$ s'écrit:
    $$zY+yZ+\lambda(X+Y+Z)=0$$
    Il ne reste plus qu'à ajuster $\lambda$ pour que cette dernière droite ait le bon gout de passer par $G$:
    $$y+z+3\lambda=0$$
    Et comme $y+z=-x$, on trouve : $\lambda=\dfrac x3$.
    Finalement on trouve pour équation du graphe [size=large]$(\alpha)\ $[/size]:
    $$xX+(x+3z)Y+(x+3y)Z=0$$
    Allons nous être obligés de reprendre ces calculs fétides pour avoir les équations des graphes [size=large]$(\beta)$[/size] et [size=large]$(\gamma)$[/size]?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour pappus,
    Une équation du graphe $(\beta)$ est $(y+3z)X+yY+(y+3x)Z=0$ et une équation du graphe $(\gamma)$ est $(z+3y)X+(z+3x)Y+zZ=0.$
    Amicalement
  • Bravo Bouzar.
    Il suffisait en effet de faire dans l'équation du graphe [size=large]$(\alpha)$[/size] les substitutions circulaires:
    $X\to Y\to Z\to X$ et $x\to y\to z\to x$
    C'est tout l'avantage d'utiliser les coordonnées barycentriques.
    Maintenant que nous avons les équations des trois graphes:
    [size=large]$(\alpha)$[/size]: $xX+(x+3z)Y+(x+3y)Z=0$
    [size=large]$(\beta)$[/size]: $(y+3z)X+yY+(y+3x)Z=0\ $
    [size=large]$(\gamma)$[/size]: $(z+3y)X+(z+3x)Y+zZ=0\ $
    on ne va quand même pas rester comme deux ronds de flans devant elles!
    Que va-t-on pouvoir bien en faire?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    Il n'est pas interdit aux incrédules de recommencer les calculs!
  • Bonjour à tous
    Il faut simplement écrire que la droite [size=large]$(\alpha)$[/size] est le graphe de la correspondance affine $b\iff c$ c'est à dire que $\alpha=b+c-A\in$ [size=large]$(\alpha)$[/size] et de même $\beta=c+a-B\in$[size=large]$(\beta)$[/size] et $\gamma=a+b-C\in$ [size=large]$(\gamma)$[/size].
    Je reprends les notations de Poulbot:
    $a(0:1-u:u)$, $b(v:0:1-v)$, $c(1-w:w:0)$
    $\alpha(v-w:w:1-v)$, $\beta(1-w:w-u:u)$, $\gamma(v:1-u:u-v)$
    On tombe sur le système linéaire:

    $x(v-w)+(x+3z)w+(x+3y)(1-v)=0$
    $(y+3z)(1-w)+y(w-u)+(y+3x)u=0$
    $(z+3y)v+(z+3x)(1-u)+z(u-v)=0$

    On le réécrit sous la forme:

    $0.u+yv-zw=\dfrac x3+y$
    $-xu+0.v+zw=\dfrac y3+z$
    $x.u-yv+0.w=\dfrac z3+x$

    Et maintenant quoi?
    Que faut-il dire et comment continuer?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour
    Ce système linéaire en $(u,v,w)$ n'est pas un système de Cramer, il est de rang $2$ et il est compatible, on peut le voir en faisant la somme de ces trois équations.
    On peut donc choisir les deux premières équations comme équations principales et grâce à elles, calculer $v$ et $w$ en fonction de $u$.
    Cela prouve pour chaque $a\in BC$, l'existence de nos tourniquets $a\gamma b\alpha c\gamma a$.
    Mais cela on le savait déjà grâce à Poulbot.
    Ce qui est nouveau, c'est ce $\dfrac 29$ dans la formule:
    $$S(a,b,c)=\dfrac 29S(A,B,C)$$
    Comment la prouver?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour
    La base de la démonstration est la formule dont j'ai parlé des dizaines de fois ici même:
    $$S(f(A),f(B),f(C))=\det(\overrightarrow f)S(A,B,C)$$
    où $f$ est une application affine du plan et $\overrightarrow f$ sa partie linéaire.
    Vous voyez que le calcul d'un rapport d'aires algébriques est un problème purement affine.
    Maintenant comment évaluer ce maudit déterminant?
    Là aussi j'en ai parlé des dizaines de fois.
    $$\det(\overrightarrow f)=
    \begin{vmatrix}
    a_1&b_1&c_1\\
    a_2&b_2&c_2\\
    a_3&b_3&c_3
    \end{vmatrix}
    $$
    où les vecteurs colonnes de la matrice: $M(f)=\begin{pmatrix}
    a_1&b_1&c_1\\
    a_2&b_2&c_2\\
    a_3&b_3&c_3
    \end{pmatrix}
    $
    sont formés des coordonnées barycentriques normalisées des points $f(A)$, $f(B)$, $f(C)$ dans le triangle $ABC$.
    En fait on a beaucoup plus:
    $\chi_{M(f)}=(X-1)\chi_{\overrightarrow f}$
    où comme d'habitude $\chi$ désigne le polynôme caractéristique.
    Ceci entraîne en particulier:
    $\mathrm{Trace}(M(f))=1+\mathrm{Trace}(\overrightarrow f)$
    $\det(M(f))=\det(\overrightarrow f)$
    Vous en savez assez pour continuer!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour à tous
    En reprenant les notations de Poulbot, on doit évaluer le déterminant:

    $$\begin{vmatrix}
    0&v&1-w\\
    1-u&0&w\\
    u&1-v&0
    \end{vmatrix}
    $$
    sachant que $(u,v,w)$ est une solution du système linéaire compatible:
    $(S)\begin{cases}
    0.u+yv-zw&=&\dfrac x3+y\\
    -xu+0.v+zw&=&\dfrac y3+z\\
    x.u-yv+0.w&=&\dfrac z3+x
    \end{cases}
    $
    On progresse petit à petit!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour
    Que fait le taupin $\lambda$ fervent adepte de la règle de Sarrus?
    Il calcule $v$ et $w$ en fonction de $u$ dans les deux dernières équations de $(S)$ tout en ayant soin de remplacer $x$ par $-(y+z)$, on ne sait jamais, cela peut être utile dans les futures simplifications et il écrit consciencieusement son nouveau déterminant:
    $$
    \begin{vmatrix}
    0&-u(1+\dfrac zy)+\dfrac{2z}{3y}+1&u(1+\dfrac yz)-\dfrac y{3z}\\
    1-u&0&-u(1+\dfrac yz)+\dfrac y{3z}+1\\
    u&u(1+\dfrac zy)-\dfrac{2z}{3y}&0
    \end{vmatrix}
    $$
    Et là, il se dit beurk ou shit, c'est plus tendance!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonsoir pappus,
    On a :
    $\begin{vmatrix}

    0&-u(1+\dfrac zy)+\dfrac{2z}{3y}+1&u(1+\dfrac yz)-\dfrac y{3z}\\

    1-u&0&-u(1+\dfrac yz)+\dfrac y{3z}+1\\

    u&u(1+\dfrac zy)-\dfrac{2z}{3y}&0

    \end{vmatrix}=\dfrac{2}{9}.$
    puisque une élimination de Gauss donne :88878
  • Merci Bouzar
    Je ne sais pas trop ce que tu entends par élimination de Gauss, sans doute des opérations élémentaires sur les lignes pour se ramener à une matrice en échelons.
    Mais rien qu'à voir les éléments de ta matrice finale, on devine que tes calculs gaussiens eux aussi ont été peu folichons.
    Quand le taupin (d'autrefois) se dit Beurk, c'est uniquement parce qu'il sait qu'il devra être méticuleux pour ne pas faire d'erreurs de calculs en appliquant la règle de Sarrus.
    Aujourd'hui on a plus besoin de se fatiguer! On rentre cette matrice dans sa bécane, on clique sur la bonne icône, on appuie sur la touche Entrée et chtok, le $\dfrac 29$ apparaît comme un diable sortant de sa boite!
    Cela me donne l'idée d'une petite colle!
    On a deux matrices carrées: $A$ inversible et $B$ de taille $n$, faut pas mollir, on ne va pas quand même pas rester dans cette tristounette dimension $3$.
    Quelle relation doit-on avoir entre $A$ et $B$ pour que l'application:
    $\{K \longmapsto K; u\mapsto \det(A+uB)\}$ soit constante?
    On peut aussi être astucieux.
    Dans le système $(S)$, on ajoute $z$ aux deux membres de la première équation, $x$ aux deux membres de la deuxième équation, $y$ aux deux membres de la troisième équation, qu'obtient-on?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus88882
  • Bonjour pappus,

    $u\mapsto\det(A+uB)$ est constante si et seulement si $A^{-1}B$ est nilpotente.
  • Bonjour Gai Requin
    Bravo et Merci mais je t’attendais plutôt du côté de la géométrie hyperbolique.
    Comme tu es une des rares personnes à me répondre sur tous les thèmes de la géométrie, j’ai bien envie d’appeler ce résultat le théorème de Gai Requin et je compte bien ouvrir bientôt un fil sur ses applications ferroviaires.
    Que penses-tu de l’astuce que je suggère?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bien sûr que c'est une bonne idée, d'autant que j'ai besoin de consolider mes connaissances ferroviaires !

    J'ai certes répondu à ta colle d'algèbre mais j'ai séché sur l'équation complexe du cercle hyperbolique de Klein (sans trop chercher)...
  • Mon cher Gai Requin
    J'ai remarqué au cours de ma longue vie d'enseignant que chercher l'image d'un ensemble par une application était toujours un épouvantable cauchemar.
    Mais encore une fois, tout ce que je te demande, ce n'est pas cela.
    Il s'agit de prouver sans calculs que les cercles de la géométrie de Klein sont des ellipses!
    Et l'astuce de ce fil, c'est quand même une astuce d'algèbre linéaire que je demande!
    Tu fais consciencieusement ce que je dis et tu conclus sans calculs que le déterminant vaut bien $\frac 29$!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonsoir à tous
    On lit littéralement sur la figure $\tan(\theta)=\dfrac{\sqrt 3}2$.
    On voit bien que c'était d'une difficulté inouïe!
    Il y a dans cette configuration suffisamment d'angles droits et de parallèles pour envoyer au septième ciel tous les sectateurs des axiomes de Thalès et de Pythagore.
    On pourrait peut-être la proposer à la prochaine $O.I.M$?
    Pourquoi pas?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus88904
  • Bonsoir pappus,

    Je ne sais pas si c'est ce à quoi tu pensais mais comme tu aimes les choses propres, je tente ceci.

    Soit $A=$$\begin{pmatrix}
    0&v&1-w\\
    1-u&0&w\\
    u&1-v&0
    \end{pmatrix}$.

    1) En utilisant ton astuce, on obtient :$$A\begin{pmatrix}x\\y\\z\end{pmatrix}
    =\begin{pmatrix}\frac x 3+y+z\\x+\frac y 3+z\\x+y+\frac z 3\end{pmatrix}
    =-\frac 2 3\begin{pmatrix} x\\y\\z\end{pmatrix}.$$
    Donc $-\dfrac 2 3$ est valeur propre de $A$.

    2) Il est facile de voir que $1$ est valeur propre de ${}^tA$ donc $1$ est aussi valeur propre de $A$.

    3) $\mathrm{tr}(A)=0$ donc la dernière valeur propre de $A$ est $-\dfrac 1 3$.

    D'où $\det(A)=\dfrac 2 3\times\dfrac 1 3=\dfrac 2 9$.
  • Bravo Gai Requin.
    C'est effectivement ce qu'il fallait dire.
    Voilà comment il fallait continuer si tu avais lu plus attentivement mes précédents messages.
    $-\frac 23$ est une valeur propre de la partie linéaire $\vec f$ de l'application affine $f:ABC\mapsto abc$
    Comme le triangle $abc$ est inscrit dans $ABC$, on sait que $\mathrm{Trace}(\vec f)=-1$
    Donc l'autre valeur propre de $\vec f$ est $-\frac 13$ et par suite $\det(\vec f)=\frac 29$
    Le taupin que j'étais ne pouvait faire ce raisonnement puisqu'il n'avait pas le début du commencement de l'idée d'une valeur propre et itou après la grande école et ensuite j'ai perdu deux ans de ma vie chez les numides, la honte quoi!
    Mais aujourd'hui cela ne vaut pas mieux puisque la géométrie a disparu.
    Pour calculer l'aire d'un triangle, le seul viatique qu'on a: $S(\Delta)=\dfrac 12 \mathrm{Base}\times \mathrm{Hauteur}$
    De mon temps, on ânonnait cette formule sur les bancs de la Septième!
    On a fait des progrès monstres depuis!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Merci pappus,

    Dans ma grande oisiveté estivale, je suis déjà content d'apprendre un peu de géométrie différentielle.
    Donc ce matin, bloqué sur une sinistre ellipse récalcitrante, je me suis rafraîchi les idées avec ton salvateur $u\mapsto\det(A+uB)$.
    Mais je n'ai malheureusement pas eu le temps d'étudier les tenants géométriques de ce fil sur les FLTI...
  • Bonjour
    Maintenant qu'on s'est fait les dents sur le cas particulier $\Omega=G$, on est plus que prêt (?) à affronter le cas général $\Omega\not =G$.
    Ce n'est pas beaucoup plus difficile, il faut juste être méticuleux et dans ses notations et dans ses calculs barycentriques!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour à tous
    Faisons les calculs dans le cas général prévu par Poulbot
    Je note $(p:q:r)$ les coordonnées homogènes du point $\Omega$, point de concours des trois graphes et $(a:b:c)$ celles du point que j'ai appelé $M$.
    Les points $\Omega$ et $M$ sont conjugués par rapport à la conique d'équation homogène: $x^2+y^2+z^2=0$, autrement dit:
    $$ap+bq+cr=0$$
    Chaque point est sur la polaire de l'autre!
    On se sent tout de suite meilleur en étalant son ésotérisme.
    Les autres points de l'orbite harmonique de $M$ sont $M_A(-a:b:c)$, $M_B(a:-b:c)$, $M_c(a:b:-c)$
    Le graphe [size=large]$(\alpha)$ [/size] de la correspondance $b\iff c$ est la parallèle à la droite $M_BM_C$ passant par $\Omega$, son équation est donc de la forme:
    $cy+bz+\lambda(x+y+z)=0$ où on doit ajuster $\lambda$ pour que le point $\Omega$ soit dessus.
    On trouve alors pour équations des trois graphes:
    $\begin{cases}
    -(cq+br)x+(cp+cr-br)y+(bp+bq-cq)z=0\\
    (cq+cr-ar)x-(ar+cp)y+(aq+ap-bp)z=0\\
    (br+bq-cq)x+(ar+ap-bp)y-(bp+aq)z=0
    \end{cases}
    $
    Puis on écrit que $\alpha(v-w:w:1-v)$ appartient à [size=large]($\alpha$)[/size], que $\beta(1-w:w-u:u)\ $ appartient à [size=large]($\beta$)[/size] et $\gamma(v:1-u:u-v)$ appartient à [size=large]($\gamma$[/size])
    Ceci s'écrit:
    $$\begin{pmatrix}
    0&v&1-w\\1-u&0&w\\u&1-v&0\end{pmatrix}
    \begin{pmatrix}a\\b\\c\end{pmatrix}
    =
    \begin{pmatrix}
    \dfrac{(b+c-a)p}{p+q+r}\\ \dfrac{(c+a-b)q}{p+q+r}\\ \dfrac{(a+b-c)r}{p+q+r} \end{pmatrix}
    $$
    prouvant ainsi que le point $M(a:b:c)$ est le centre aréolaire et $E\big((b+c-a)p:(c+a-b)q:(a+b-c)r\big)$ est l'équicentre de la $FLTI$ des triangles $abc$
    J'ai dit que le point $\Omega$ étant fixé, le lieu du centre aréolaire $M(a:b:c)\ $ était la polaire de $\Omega$, c'est évident et j'ai affirmé que le lieu de l'équicentre $E$ était l'homothétique de la polaire trilinéaire de $\Omega$ dans l'homothétie de centre $\Omega$ et de rapport $\dfrac 23$.
    Eh bien, c'est le bon moment pour le prouver!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour à tous
    On remarque que:
    $$\begin{pmatrix}
    -p&p&p\\q&-q&q\\r&r&-r\end{pmatrix}
    \begin{pmatrix} a\\b\\c\end{pmatrix}
    =\begin{pmatrix} (b+c-a)p\\(c+a-b)q\\(a+b-c)r\end{pmatrix}
    $$
    Ceci prouve que l'équicentre $E$ est l'image du centre aréolaire $M$ dans la transformation projective $ABCG\mapsto \Omega_A\Omega_B\Omega_C\Omega$ où $G$ est le centre de gravité du triangle $ABC$ et $\{\Omega,\Omega_A,\Omega_B,\Omega_C\}$ est l'orbite harmonique du point $\Omega$.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour
    On vient de voir comment la géométrie affine permettait de décrire simplement au moyen de graphes les correspondances affines entre droites.
    Certains feront la fine bouche en se disant que ce n'est pas vraiment de la géométrie, qu'il y a trop de calculs et que les configurations ne sont pas très intéressantes. J'espère vous avoir prouvé le contraire.
    A titre de comparaison, on peut voir comment la géométrie euclidienne permet de rendre compte de ces $FLTI$ aux graphes concourants au centre de gravité $G$.
    Reviens maintenant, Axiome de Pythagore, pour nous sauver de ces miasmes affines.
    La figure ci-dessous montre dans le plan euclidien, les mêmes correspondances affines que précédemment aux graphes concourants en $G$, le centre de gravité.
    Par exemple la correspondance $b\iff c$ peut être vécue comme une similitude directe de centre $\omega_A$, la correspondance $c\iff a$ comme une similitude directe de centre $\omega_B$ et la correspondance $a\iff b$ comme une similitude directe de centre $\omega_C$.
    En attendant que je la commente, je vous laisse la découvrir dans toute sa complexité et toutes ses subtilités.
    Avouez quand même que l'explication affine est beaucoup plus simple!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus89100
  • Bonjour à tous
    Vous, qui êtes des mordus des Axiomes de Thalès et de Pythagore, contemplez bien cette figure, toujours la même mais on ne s'en lasse jamais. Comme dans le jeu des sept erreurs, détectez et prouvez l'existence de tous ces triplets de points alignés et de droites concourantes, de tous ces quadruplets de points cocycliques, c'est le moment ou jamais de le faire.
    Plus besoin d'affreux systèmes linéaires, d'épouvantables matrices et d'atroces déterminants!
    Synthétisez à coeur joie et surtout ne vous lassez jamais.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour
    Comme la figure est compliquée, on va apprendre à la construire petit à petit puis une fois achevée, vous pourrez synthétiser à coeur joie.
    On remarque que le triangle $\omega_A\omega_B\omega_C$ formé par les centres de similitude et appelé pour cela triangle de similitude, a l'air d'être homothétique du triangle $ABC$ dans une homothétie de centre $\omega$ situé sur le cercle circonscrit $\Gamma$ au triangle $ABC$.
    Ce point $\omega$ est capital et c'est lui qui fait le lien entre les théories affine et euclidienne de ces $FLTI$.
    Vous avez sous les yeux une orbite harmonique $\{M,M_A,M_B,M_C\}$, le point $M$ n'est pas visible à l'oeil nu puisque c'est le point à l'infini commun aux droites $MM_A$, $MM_B$, $MM_C\ $ qui sont donc parallèles.
    Ceci permet de construire rapidement les points $M_B\in C'A'$ et $M_C\in A'B'$ quand on s'est donné arbitrairement le point $M_A$ sur le côté $B'C'$ du triangle médial.
    Le point $\omega$ est le point isogonal du point $M$ par rapport au triangle $ABC$.
    Comme le point $M$ est situé sur la droite de l'infini, ceci explique pourquoi le point $\omega$ est situé sur le cercle circonscrit $\Gamma$.
    La construction du point $\omega$ est particulièrement simple.
    La droite $MM_A$ , passant par $A$, recoupe $\Gamma$ au point $\omega_A$.
    La droite $MM_B$ , passant par $B$, recoupe $\Gamma$ au point $\omega_B$.
    La droite $MM_C$ , passant par $C$, recoupe $\Gamma$ au point $\omega_C$.
    Alors les parallèles issues respectivement de $\omega_A$ à la droite $BC$, de $\omega_B$ à la droite $CA$, de $\omega_C$ à la droite $AB$ sont concourantes au point $\omega$.
    Prouver que trois droites sont concourantes, n'est-ce pas déjà le super pied sans la moindre matrice ou déterminant à l'horizon et cela ne fait que commencer!.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus89116
  • Bonjour à tous
    En ce qui concerne la configuration générale de Poulbot où le point de concours des graphes est un point $\Omega$ quelconque du plan, il n'y pas de miracle.
    J'ai d'abord construit les graphes [size=large]$(\alpha)$[/size], [size=large]$(\beta)$[/size], [size=large]$(\gamma)$[/size].
    Ensuite j'ai construit deux tourniquets $a\gamma b\alpha c\beta a$ et $a'\gamma' b'\alpha' c'\beta' a'$ me permettant de récupérer deux triangles $abc$ et $a'b'c'$ de la $FLTI$ et donc la $FLTI$ elle même
    Enfin je dispose d'une macro construisant le centre aréolaire $S$ et l'équicentre $E$ de la $FLTI$ connaissant justement deux de ses triangles.
    C'est ainsi que j'ai constaté que $S=M$.
    J'ai demandé alors à mon logiciel de tracer le lieu de $E$ quand le point $M=S$ décrivait la polaire ou droite duale $\Delta$ du point $\Omega$ et c'est ainsi que j'ai constaté sur la figure que le lieu de $E$ était une droite parallèle à la polaire trilinéaire de $\Omega$, homothétique de cette polaire trilinéaire dans l'homothétie de centre $\Omega$ et de rapport $\dfrac 23$. Fort de ces certitudes, je me suis lancé dans des calculs barycentriques dont je savais a priori qu'ils ne seraient pas trop difficiles et donneraient un résultat.
    On connait les coordonnées de $E$: $\big((b+c-a)p,(c+a-b)q,(a+b-c)r\big)$ ainsi que l'équation homogène de la poaire trilinéaire de $\Omega$: $\dfrac xp+\dfrac yq+\dfrac zr=0$.
    Il ne reste plus qu'un problème absolument épouvantable à régler et on sait a priori qu'il sera épouvantable puisque les homothéties se sont faites la malle depuis longtemps, mises à part les homothéties d'un espace vectoriel:
    Ecrire la matrice d'une homothétie dont on connait les coordonnées du centre et le rapport.
    Entre parenthèses, ce n'est qu'une minuscule question dans la théorie de la représentation des groupes!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour pappus,
    Soit $P(u , v , w)$ le centre et $k$ le rapport de l'homothétie.
    La matrice de l'homothétie est :
    $\begin{pmatrix}
    u + kv + kw & (1 - k)u & (1 - k)u \\
    (1 - k)v & ku + v + kw & (1 - k)v \\
    (1 - k)w & (1 - k)w & ku + kv + w
    \end{pmatrix} .$
    Donc si $P=\Omega(p,q,r)$ et $k=\dfrac{2}{3},$ on a :
    $\begin{pmatrix}
    p + \dfrac{2}{3}q + \dfrac{2}{3}r & (1 - \dfrac{2}{3})p & (1 - \dfrac{2}{3})p \\
    (1 - \dfrac{2}{3})q & \dfrac{2}{3}p + q + \dfrac{2}{3}r & (1 - \dfrac{2}{3})q \\
    (1 - \dfrac{2}{3})r & (1 - \dfrac{2}{3})r & \dfrac{2}{3}p + \dfrac{2}{3}q + r
    \end{pmatrix} $
    soit
    $\begin{pmatrix}
    p + \dfrac{2}{3}(q + r) & \dfrac{1}{3}p & \dfrac{1}{3}p \\
    \dfrac{1}{3}q & \dfrac{2}{3}(p + r) + q & \dfrac{1}{3}q \\
    \dfrac{1}{3}r & \dfrac{1}{3}r & \dfrac{2}{3}(p + q) + r
    \end{pmatrix} $

    Amicalement
  • Merci Bouzar
    Tu es devenu par la force des choses le dépositaire du terrible secret des coordonnées barycentriques et peut-être même des coordonnées tout court. C'est une très lourde responsabilité!
    Pour le moment il ne nous reste plus que la base canonique de $\mathbb R^2$ mais pour combien de temps encore?
    Je te reproche déjà une petite imprécision dans ce calcul à savoir les coordonnées du point $\Omega$.
    J'avais écrit $\Omega(p:q:r)$ utilisant ce qu'on appelle les coordonnées barycentriques homogènes, alors que toi tu as écrit $\Omega(p,q,r)$ utilisant sans doute des coordonnées barycentriques normalisées, i.e: $$ p+q+r=1$$.
    Tu vois qu'en géométrie comme ailleurs, les points, les virgules, les deux points, etc..., bref toute la ponctuation est importante!
    Je conserve donc mes notations $\Omega(p:q:r)$
    Les vecteurs colonnes de cette matrice affine sont formés des coordonnées barycentriques normalisées des images respectives $A'$, $B'$, $C'$ des sommets $A$, $B$, $C$ du triangle $ABC$.
    Par définition si $h$ est l'homothétie de centre $\Omega$ et de rapport $k$, on a si $M'=h(M)$
    $$\overrightarrow{\Omega M'}=k.\overrightarrow{\Omega M}$$
    ce qui s'écrit en utilisant le formalisme du prolongement vectoriel:
    $M'-\Omega=k(M-\Omega)$ c'est à dire:
    $$M'=(1-k).\Omega+k.M$$
    $M'=h(M)$ est le barycentre des points massiques $(\Omega; 1-k)$ et $(M;k)$
    Les composantes barycentriques normalisées de $A'$ sont donc: $(1-k)\begin{pmatrix}\dfrac p{p+q+r}\\ \dfrac q{p+q+r}\\ \dfrac r{p+q+r})\end{pmatrix}+k\begin{pmatrix}1\\0\\0\end{pmatrix}$.

    On en déduit immédiatement la matrice de $h$ dans le repère affine $(A,B,C)$:
    $$
    \dfrac 1{p+q+r}
    \begin{pmatrix}
    p+k(q+r)&(1-k)p&(1-k)p\\
    (1-k)q&q+k(r+p)&(1-k)q\\
    (1-k)r&(1-k)r&r+k(p+q)
    \end{pmatrix}
    $$
    C'est la même que la tienne à ce facteur $\dfrac 1{p+q+r}$ près.
    Mais même si $p+q+r\not =1$, ce n'est pas très grave, ta matrice reste valable, ce n'est qu'une matrice du prolongement projectif de l'homothétie $h$.
    Toutes ces matrices ne sont en effet définies qu'à un facteur multiplicatif non nul près.
    Car une homothétie est aussi une transformation projective très particulière, elle fixe chaque point de la droite de l'infini.
    De ce point de vue, tu aurais tout aussi bien pu prendre comme matrice projective de ton homothétie $h$ la matrice:
    $$
    \begin{pmatrix}
    3p+2q+2r&p&p\\
    q&2p+3q+2r&q\\
    r&r&2p+2q+3r
    \end{pmatrix}
    $$
    Chaque fois qu'on a l'occasion de se débarrasser des dénominateurs, on peut la saisir en géométrie projective!
    Encore une fois:
    Merci Bouzar,
    mais comment maintenant appliquer concrètement tout ceci au cas qui nous préoccupe, à savoir le lieu de cet équicentre $E$?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour à tous
    Effectivement le triangle formé par les centres de similitude $\omega_A$, $\omega_B$, $\omega_C$ c'est à dire le triangle de similitude est homothétique du triangle $ABC$ dans l'homothétie de centre $\omega$ et de rapport $\dfrac 23$.
    Est-il si facile que cela à construire? Pour cela il faudrait trisecter les segments $\omega A$, $\omega B$, $\omega C$.
    Ce n'est évidemment pas la glorieuse trisection des angles dont nous avons quelques spécialistes surtout de l'angle de $60°$ qui viennent nous rendre visite de temps en temps. Ce n'est que la modeste trisection des segments mais est-elle encore enseignée?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus89146
  • Bonjour à tous
    Une fois la construction des centres de similitude achevée, on peut s'attaquer à celle des triangles $abc$ de la $FLTI$ elle même.
    Partant d'un point $a$ quelconque sur la droite $BC$, on obtient les deux autres sommets $b\in CA$ et $c\in AB$ du triangle $abc$ de la $FLTI$ au moyen des cercles pointillés de la figure.
    Maintenant vous savez tout!
    Vous savez faire la construction euclidienne des triangles de cette $FLTI$ au moyen des centres de similitude.
    Il ne vous reste plus qu'à la prouver c'est à dire démontrer l'existence de cette débauche de triplets de points alignés, de droites concourantes et de quadruplets de points cocycliques puis à identifier cette $FLTI$ avec la $FLTI$ affine étudiée au début de ce fil!.
    Je peux vous dire que cela va vous occuper pendant un certain temps pour paraphraser mon ancien adjudant!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus89148
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.