Une conique inscrite et des cercles
Bonjour
Etant donnés un triangle acutangle $ABC$ et une conique $\gamma $ tangente aux droites $BC,CA,AB$ respectivement en $A^{\prime },B^{\prime },C^{\prime }$, montrer que les points d'intersection des cercles de diamètres $\left[ BC\right] $ et $\left[ AA^{\prime }\right] $, $\left[ CA\right] $ et $\left[ BB^{\prime }\right] $, $\left[ AB\right] $ et $\left[ CC^{\prime }\right] $ sont tous réels et situés sur un même cercle ou une même droite. C'est une variante d'un résultat de Karl Hagge $\left( 1908\right) $.
Que représente ce cercle (ou cette droite) pour la conique $\gamma $?
Amicalement. Poulbot
Etant donnés un triangle acutangle $ABC$ et une conique $\gamma $ tangente aux droites $BC,CA,AB$ respectivement en $A^{\prime },B^{\prime },C^{\prime }$, montrer que les points d'intersection des cercles de diamètres $\left[ BC\right] $ et $\left[ AA^{\prime }\right] $, $\left[ CA\right] $ et $\left[ BB^{\prime }\right] $, $\left[ AB\right] $ et $\left[ CC^{\prime }\right] $ sont tous réels et situés sur un même cercle ou une même droite. C'est une variante d'un résultat de Karl Hagge $\left( 1908\right) $.
Que représente ce cercle (ou cette droite) pour la conique $\gamma $?
Amicalement. Poulbot
Réponses
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Bonjour Poulbot
Merci de nous avoir déniché ce très joli problème.
A priori calculatoire, il devrait faire la joie de notre ami Bouzar.
Je me suis contenté de faire la figure et j'ai constaté que ce cercle de Haage est le cercle orthoptique de cette conique inscrite.
Il doit y avoir une explication sans doute basée sur le théorème de Plücker mais actuellement je suis souffrant et incapable de me concentrer sur quoique ce soit.
Amicalement
[small]p[/small]appus
PS
Intuitivement je ferais intervenir le faisceau tangentiel des coniques tangentes aux droites $AB$ et $AC$ et tangentes en $A'$ à la droite $BC$ ainsi que les deux autres faisceaux définis par permutation circulaire. -
Bonjour Pappus
Tout d'abord, je te souhaite un prompt rétablissement.
Comme toujours, tu as raison et ce cercle est bien le cercle orthoptique de $\gamma $ (sa directrice s'il s'agit d'une parabole).
En fait, tout ce que je sais sur ce résultat de Hagge est ce que j'en ai lu dans le livre de Roger A.Johnson Modern Geometry où il est cité sans démonstration et ne fait aucune allusion aux coniques inscrites mais suppose que $A^{\prime }B^{\prime }C^{\prime }$ est le triangle cévien d'un point $P$ et que les $3$ paires de cercles ont des points communs réels.
J'ai ajouté l'hypothèse $ABC$ acutangle pour que cela soit toujours le cas et réalisé, comme toi, que le cercle final était le cercle orthoptique de la conique inscrite de perspecteur $P$.
Johnson donne la référence de l'article de Hagge Zeitschrift für Math. und Nat. Unterricht, 39, 1908, p. 1. Je n'ai pas trouvé cet article et, de toute manière, je ne parle pas un mot d'allemand.
Dans l'édition $1929$ du Johnson, on trouve cela page $181$; j'ignore ce qu'il en est dans les éditions plus récentes.
Un résultat plus général : un cercle est le cercle orthoptique d'une conique inscrite si et seulement si il est orthogonal au cercle polaire (sans se préoccuper de la "visibilité", comme dirait Pierre, de ces deux cercles). Je présume que ce résultat doit être connu comme le loup blanc depuis longtemps mais je ne l'ai trouvé nulle part, ce qui signifie tout simplement que je n'ai pas cherché où il fallait.
En tout cas, on a une construction très rapide du cercle orthoptique d'une conique inscrite à partir de son triangle de contact.
Amicalement. Poulbot -
Merci Poulbot
Je revois mon prof de Taupe énonçant les yeux fermés comme s'il récitait une sourate du Coran:
les cercles orthoptiques des coniques d'un faisceau tangentiel forment un faisceau linéaire.
Ici comme je l'ai dit on considère le faisceau tangentiel des coniques tangentes aux droites $AB$ et $AC$ et en $A'$ à la droite $BC$.
On a sous les yeux deux coniques décomposées de ce faisceau: la paire de points $(A,A')$ et la paire de points $(B,C)$.
Leurs cercles orthoptiques sont les cercles de diamètre $AA'$ et $BC$ (est-ce encore enseigné?) dont les points d'intersection éventuels $Q$ et $R$ sont les points de base du faisceau linéaire des cercles orthoptiques. Ces points $Q$ et $R$ ne sont pas toujours visibles!!!
Amicalement
[small]p[/small]appus
PS
Le résultat sur le cercle polaire auquel tu fais allusion ne serait-il pas le théorème de Faure dont nous avons souvent parlé ici même? -
Merci Pappus
pour cette si rapide et si brillante preuve.
J'ignore comment Hagge s'y était pris pour prouver son résultat mais probablement pas en faisant intervenir notre conique inscrite et son cercle orthoptique.
Hélas, depuis pas mal de temps, il n'y a plus guère de professeurs qui énoncent ton résultat les yeux fermés comme s'ils récitaient une sourate du Coran. D'ailleurs, je présume qu'actuellement bien peu de professeurs le connaissent. Fort heureusement, j'en avais entendu parler.
"le théorème de Faure dont nous avons souvent parlé ici même"
Quelqu'un pourrait-il retrouver où? Il semble que je ne lui aie pas accordé la considération qu'il méritait ou qu'il me soit totalement sorti de la tête car je ne me souvenais ni de son nom ni de son énoncé. En tout cas cela confirme que, comme je le présumais plus haut, ce résultat était connu de nos anciens comme le loup blanc.
Amicalement. Poulbot
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