Conique de Habets

Bonsoir
Je propose cet exercice.
Soit $ABC$ étant un triangle et $Ha$ un point de son plan n’appartenant pas à l’un de ses côtés. Les droites $(AHa), (BHa)$ et $(CHa)$ coupent les côtés $(BC), (CA)$ et $(AB)$ en $A_0,B_0$ et $C_0$. Les points $A_1, B_1$ et $C_1$ étant les milieux des segments $[AHa], [BHa]$ et $[CHa]$, $I, J, K$ ceux de $[BC], [CA]$ et $[AB].$
Montrer que les neuf points $A_0,B_0, C_0, A_1, B_1, C_1, I, J, K$ appartiennent à une conique.
Amicalement

Réponses

  • Déformons (af)finement. le cercle des 9 points...
  • Mon cher Soland
    Cette conique a le droit sacré d'être une hyperbole.
    Donc pas de déformation affine du cercle des $9$ points même si ce théorème appartient à la géométrie affine puisqu'il n'est question que de milieux!
    Ce résultat est connu depuis belle lurette. Il est démontré dans le Sidler par exemple!
    C'est une conséquence du théorème qui affirme que le lieu des centres des coniques d 'un faisceau linéaire ponctuel est une conique
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour,

    $Ha$ n'est pas terrible comme nom, j'ai choisi $M$.
    Avec Morley circonscrit, la conique a pour équation:
    $Tz2+TzzB+TzB2+Tz+TzB+T0=0$ avec (le suffixe $B$ signifiant "conjugué"):
    Tz2  = (- 2*s3*mB^2 + 2*s2*mB + 2*m - 2*s1)*z^2
    TzzB = 4*s3*(m*mB - 1)*z*zB
    TzB2 = -2*s3*(m^2 - s1*m + s2 - mB*s3)*zB^2
     
    Tz  = (- m^2 - 2*s2*m*mB + s3*mB^2*s1 - s2*mB*s1 + s3*mB + s1^2 + s2)*z
    TzB = (m^2*s2 - 2*s1*m*mB*s3 - s1*m*s2 + m*s3 - mB^2*s3^2 + s2^2 + s1*s3)*zB
     
    T0 = -(s3 - s1*s2)*(m*mB - 1)
    
    Le centre $\Omega$ de la conique est $\dfrac{m+s_1}{4}$, image de $M$ par l'homothétie de centre $G$ (centre de gravité de $ABC$) et de rapport $\dfrac{1}{4}$.
    Cette conique est une ellipse si $M$ est à l'intérieur du triangle $ABC$ et change de type à la traversée d'un côté.

    Cordialement,

    Rescassol97964
  • Bonjour.

    Si l'on veut généraliser, il convient de dire quelle est l'hypothèse que l'on retire, par rapport à celles qui permettent de caractériser le cercle d'Euler. Le plus simple est de ne plus utiliser de métrique globale, et de se limiter à utiliser les rapports de sections tels qu'ils sont induits par une "droite de l'infini". Nous posons donc $P\simeq p:q:r$ et $\mathcal L _\infty\simeq [\rho,\sigma,\tau]$. Les six "milieux" sont:

    \[ \left[ \begin {array}{ c} \dfrac 1 {\rho}+{\dfrac p{p\rho+q\sigma+r\tau}}
    \\ {\dfrac q{p\rho+q\sigma+r\tau}}
    \\ {\dfrac r{p\rho+q\sigma+r\tau}}\end {array}
    \right] ,\,
    \left[ \begin {array}{ c} {\dfrac p{p\rho+q\sigma+r\tau}}
    \\ \dfrac 1 {\sigma}+{\dfrac q{p\rho+q\sigma+r\tau}}
    \\ {\dfrac r{p\rho+q\sigma+r\tau}}\end {array}
    \right] ,\,
    \left[ \begin {array}{ c} {\dfrac p{p\rho+q\sigma+r\tau}}
    \\ {\dfrac q{p\rho+q\sigma+r\tau}}
    \\ \dfrac 1 \tau +{\dfrac r{p\rho+q\sigma+r\tau}}
    \end {array} \right]
    ,\, \left[ \begin {array}{ c} {\rho}^{-1}\\ {\sigma}^{-1}\\ 0\end {array} \right]
    ,\, \left[ \begin {array}{ c} 0\\ {\sigma}^{-1}\\ \tau ^{-1}\end {array} \right]
    ,\, \left[ \begin {array}{ c} {\rho}^{-1}\\ 0\\ \tau ^{-1}\end {array} \right]
    \]
    On voit qu'ils sont coconiques sur :
    \[ \mathcal C \simeq \left[ \begin {array}{ccc} -2\,q\rho\,r&r \left( p\rho+q\sigma
    \right) &q \left( p\rho+r\tau \right) \\ r \left( p
    \rho+q\sigma \right) &-2\,\sigma\,rp&p \left( q\sigma+r\tau \right)
    \\ q \left( p\rho+r\tau \right) &p \left( q\sigma+r
    \tau \right) &-2\,q\tau\,p\end {array} \right] \]

    On voit aisément que cette conique passe aussi par les trois céviens. Quant au centre, c'est à dire le pôle de $ \mathcal L _\infty$, on utilise l'adjointe de $\mathcal C$ et on obtient:
    \[\Omega \simeq \left[ \begin {array}{ c} \sigma\,\tau\, \left( 2\,p\rho+q\sigma+r\tau
    \right) \\ \tau\,\rho\, \left( p\rho+2\,q\sigma+r
    \tau \right) \\ \sigma\,\rho\, \left( p\rho+q\sigma+
    2\,r\tau \right) \end {array} \right]
    \] on vérifie qu'il est l'équibarycentre des quatre points $A,B,C,P$.

    Finalement, on constate que l'on a une parabole lorsque \[p\,q\,r\,\rho\,\sigma\,\tau\, \left( p\rho+q\sigma+r\tau \right)=0 \] et dégénérescence lorsque \[p\,q\,r \left( p\rho+r\tau \right) \left( q\sigma+r\tau \right) \left( p\rho+q\sigma \right)=0 \]

    Si le point $P$ traverse la rue (aka la cubique $xyz=0$), la nature de la conique change.

    Question: si l'on considère que $\mathcal C$ est le cercle d'Euler, quel est alors le cercle circonscrit ?

    Cordialement, Pierre.
  • Bonjour,

    > Question: si l'on considère que $\mathcal C$ est le cercle d'Euler, quel est alors le cercle circonscrit ?

    L'image par l'homothétie de centre $G$ et de rapport $-2$ ?

    Cordialement,

    Rescassol
  • Oui bien sûr. Comment écrit-on cette homothétie lorsque la droite de l'infini est donnée ? Et qu'est-ce que cela donne une fois appliqué au "cercle d'Euler" ?

    Cordialement, Pierre.
  • Bonsoir,

    Je ne maîtrise pas trop la droite de l'infini.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Mon cher Pierre
    Une homothétie $h$ de centre $P$ et de rapport $\lambda$ est une transformation projective qui conserve la droite de l'infini $\Delta$.
    Si j'ai bien compris, ta question revient à calculer le conjugué de $h$ par une transformation projective quelconque $f$, à savoir $f.h.f^{-1}$
    Alors $g=f.h.f^{-1}$ est une homologie de point fixe $O=f(P)$, d'axe ou de droite fixe $L=f(\Delta)$ et de module: $(O,O',g(M),M)=\lambda$ où $O'$ est l'intersection de l'axe $L=f(\Delta)$ avec la droite $OMg(M)$.
    J'espère avoir bien compris ta question car il est vrai que je suis très fatigué par mon voyage de retour un peu mouvementé dans ma yourte au milieu de mes yacks!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour,

    On s'est donné un point $G$ et $

    \def\cc{\mathbb{C}} \def\pcct{\mathbb{P_{C}\left(C^{\mathrm{3}}\right)}} \def\ptv{~;~} \def\tra#1{{{\vphantom{#1}}^{t}{#1}}}
    \def\linf{\mathcal{L}_{\infty}}

    $ la droite de l'infini $\linf\simeq[\rho,\sigma,\tau]$. Agissant sur $\cc^{3}$, la matrice $\mathcal{M}\doteq1/(\linf\cdot G)\times G\cdot\linf$ définit une projection. Agissant sur $\pcct$, les matrices $\mathcal{M}$ et $1-\mathcal{M}$ décomposent chaque point de l'espace en $G+\overrightarrow{V}$. Et donc l'homothétie $\mathcal{H}\left(G,k\right)$ a pour matrice $\mathcal{M}+k\left(1-\mathcal{M}\right)$. Le centre de gravité étant le tripole de la droite de l'infini, on obtient (pour $k=-2$): \[ H=\left[\begin{array}{ccc} -1 & \dfrac{\sigma}{\rho} & \dfrac{\tau}{\rho}\\ \dfrac{\rho}{\sigma} & -1 & \dfrac{\tau}{\sigma}\\ \dfrac{\rho}{\tau} & \dfrac{\sigma}{\tau} & -1 \end{array}\right]\ptv H^{-1}=\left[\begin{array}{ccc} 0 & \dfrac{\sigma}{2\rho} & \dfrac{\tau}{2\rho}\\ \dfrac{\rho}{2\sigma} & 0 & \dfrac{\tau}{2\sigma}\\ \dfrac{\rho}{2\tau} & \dfrac{\sigma}{2\tau} & 0 \end{array}\right] \]

    Le cercle circonscrit s'obtient donc par \[ \Gamma\simeq\tra{H^{-1}}\cdot\mathcal{C}\cdot H^{-1}\simeq\left[\begin{array}{ccc} 0 & r\left(p\rho+q\sigma\right) & q\left(p\rho+r\tau\right)\\ r\left(p\rho+q\sigma\right) & 0 & p\left(q\sigma+r\tau\right)\\ q\left(p\rho+r\tau\right) & p\left(q\sigma+r\tau\right) & 0 \end{array}\right] \] qui a la bonne idée d'être une conique circonscrite. On constate que la conique $2\Gamma-\mathcal{C}$ se décompose en \[ \left(\rho\,x+\sigma\,y+\tau\,z\right)\left(pqz+pry+qrx\right) \] soit la droite de l'infini (les ombilics ne sont pas loin) et la tripolaire de $P$ (l'axe orthique), résultat connu.

    Le centre du circonscrit s'obtient, de façon équivalente, comme: \[ \Gamma^{*}\cdot\tra{\linf}\simeq H\left(P\right)\simeq\left(\begin{array}{c} \sigma\,\tau\left(q\sigma+r\tau\right)\\ \tau\,\rho\left(p\rho+r\tau\right)\\ \rho\,\sigma\left(p\rho+q\sigma\right) \end{array}\right) \]

    Quant à la figure, elle se trace à grands coups de quatrièmes harmoniques. On peut même vérifier que K est le milieu de [\Omega,H] !

    Question: une fois que l'on a décidé que $\mathcal{C}$ est le cercle d'Euler, quelle est la métrique résultante (euclidienne sur les points à distance finie) ?

    Cordialement, Pierre.97998
  • Bonsoir,
    qui est Habets?

    Sincèrement
    Jean-Louis
  • $Habets \in AMQ$
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