Droites de Pappus

Bonjour,
l'un ou l'une d'entre vous pourrait -il-elle m'aider à avancer ?

Dans la configuration du théorème de Pappus (6 points répartis sur deux droites, AB' coupe A'B en I... les trois points I,J et K sont alignés) on peut se demander combien il y a de droites de Pappus et à quoi ressemble bleu [leurs ?] configuration.

Je me donne 6 positions fixes réparties sur les deux droites, numérotées de 1 à 6.
Je vais nommer les points 1,2 et 3 avec les étiquettes A,B,C et les points 4,5,6 avec A',B',C'.
En épuisant les combinaisons différentes autorisées (AA' est interdit), je trouve 36 droites, 18 points d'intersection et 6 droites d'alignement (de Pappus).
Ces droites ne se coupent pas sur l'un des 18 points, chaque droite comprend trois des 18 points.

J'ai beau faire des dessins dans tous les sens, je trouve toujours que trois d'entre elles sont concourantes ?
Est-ce possible ?

Merci de votre aide.

PS j'ai dessiné seulement celles qu "se coupent" das la PJ92002

Réponses

  • Bonjour amateur
    Si j'ai bien compris, il s'agit de montrer
    qu'on peut partitionner l'ensemble des $6$ droites de Pappus en $2$ sous-ensembles de $3$ droites concourantes (tu as conjecturé que $3$ de ces droites étaient concourantes; c'est exact mais les $3$ autres le sont aussi)..
    En prenant tes notations (bien qu'elles ne soient pas très heureuses), pour $1\leq i\leq 3,4\leq j\leq 6$ soit $ij$ la droite joignant les points $i$ et $j$.
    Considérons les triangles de côtés $36,15,24$ et $25,34,16$
    et leurs sommets $U=15\cap 24,V=24\cap 36,W=36\cap 15,U^{\prime }=34\cap 16,V^{\prime }=16\cap 25,W^{\prime }=25\cap 34$.
    Les points $VW\cap V^{\prime }W^{\prime }=25\cap 36,WU\cap W^{\prime }U^{\prime }=34\cap 15,UV\cap U^{\prime }V^{\prime }=16\cap 24$ sont alignés (sur une des droites de Pappus). Il en résulte que les droites $UU^{\prime },VV^{\prime },WW^{\prime }$ sont concourantes (Desargues); or ce sont $3$ des $6$ droites de Pappus (tes droites rouges).
    En inversant $2$ et $3$ dans ce qui précède, il vient que les $3$ autres droites de Pappus sont également concourantes.
    Un petit exo : $D$ et $D^{\prime }$ sont les droites $1,2,3$ et $4,5,6$; $O=D\cap D^{\prime }$; $M$ et $M^{\prime }$ les points de concours des $2$ triplets de droites de Pappus. Montrer que le faisceau $\left( D,D^{\prime },OM,OM^{\prime }\right) $ est harmonique.
    Bien cordialement. Poulbot
  • Je vous remercie BEAUCOUP. Je vais m'y mettre et peut-être aussi essayer de voir quelles sont les abscisses sur D et D' (birapport avec les trois points de définition) de la droite qui joint les 2 noeuds.
    Merci encore.
  • Bonjour.

    Allons-y gaiement. on appelle $z_j$ les points. On écrit $z_3=x\,z_1+(1-x)\,z_2$ et $z_6=y\,z_4+(1-y)\,z_5$. Les 9 droites sont $l_{jk}= (z_j z_k)$. On écrit les intersections $c_{ijkm}= l_{ij}\cap l_{km}$ avec $i<k\leq 3$ et $4\leq j,m$. Il y en a 18. On les groupe:
    c1534 c1524
    c1624 c1634
    c2536 c2635

    c1425 c1435
    c2634 c1625
    c1635 c2436

    c1436 c1426
    c1526 c1536
    c2435 c2534

    Trois points dans un groupe vertical sont alignés. Les équations de ces 6 droites sont raisonnablement simples. Les trois droites d'une même colonne sont concourantes, donnant $P,Q$. Les coordonnées des points de concours enflent. Les coordonnées des droites $OP,OQ$ super-enflent. Au point que la procédure "birapport générique" rame au delà de la complexité n°2 (le temps d'un café). On se ramène à calculer le birapport des intersections avec $z_1z_4$. Et alors la complexité redescend au n°1 (le temps d'un clic). Et ce birapport vaut $-1$. Qu'eût-il pu valoir d'autre ?

    Cordialement, Pierre.
  • On pose $X=D\cap PQ$ et $X'=D' \cap PQ$. Alors $X$ dépend de la droite $D'$, mais pas de la position de $z_4,z_5,z_6$ sur celle-ci. Et symétriquement.
  • Je ne crois pas que la réponse soit correcte. Si cela aboutit à dire que la droite PQ dépend uniquement des deux droites de départ, cela me semble impossible. Si une telle droite existait dans le plan euclidien, elle serait célèbre et les triangles bâtis avec ce troisième côté lié aux premiers le seraient aussi. Je vais aussi refaire les "calculs" mais je crois qu'on pourra seulement parler de notions projectives.
    PS. Que veut dire ici "enfler". C'est sans doute une expression de taupin moderne... mes locutions datent un peu, alors si vous pouvez m'éclairer.
    Cordialement.
    Amateur
  • A nouveau, $X$ dépend de $z_1,z_2,z_3$ et de la droite $D'$. Tandis que $X'$ dépend de $z_4,z_5,z_6$ et de la droite $D$.

    Quant à l'enflitude, cette notion ultra-moderne, cela se mesure par la longueur de l'arbre syntaxique de l'expression. On trouve de 704 à 968 pour les 6 Pappus, 11364, 11232 pour $P,Q$ et 89974, 91186 pour $OP, OQ$... lorsque l'on prend des $z_1,z_2,z_3,z_4,z_5,z_6$ génériques. Lorsque l'on choisit un repère ayant $D$ et $D'$ pour axes, les expressions fondent au soleil. On prend donc $p,q,r$ comme abscisses sur $D$ et $u,v,w$ comme ordonnées sur $D'$. Et on attend les coordonnées de $P$ et $Q$.

    Cordialement, Pierre.
  • Bon, je suppose que l'arbre syntaxique c'est la liste des incidences et un produit vectoriel d'un grand nombre de produits vectoriels, le tout dans un bel algorithme... je poursuis avec le père projectif...car je suis largué
  • Che Poulbot,

    bon, on a deux homologies d'axes D et D' (123 et 456) et de pôle les deux points de rencontre des six droites de Pappus.
    Je n'ai donc pas beaucoup avancé. Je veux bien un indice, mais pas la solution !
    Cordialement.
  • P et Q conjugués harmoniques par rapport aux deux droites de départ L et L' on y arrive avec une suite de produits vectoriels en montrant que les coefficients directeurs des deux droites sont opposés, dans le repère formé par les deux droites de départ;

    Mais c'est ennuyeux: il y a sûrement une raison géométrique

    Je ne l'ai pas trouvée en cherchant la polaire de P par des sécantes aux droites de départ.

    Faut-il utiliser les deux homologies (P,L') et (Q,L) où P et Q sont les deux points de rencontre des 6 rites de Pappus ?

    Merici de votre avis.

    Amateur
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