Le centre d'un cercle est sur une hauteur

Bonjour,

1. ABC un triangle acutangle
2. (O) le cercle circonscrit à ABC
3. A' l'antipôle de A relativement à (O)
4. A'' le point d'intersection de (AA') et (BC)
5. M, N les points d'intersection de la perpendiculaire à (AA') en A'' resp. avec (AB), (AC).

Question : A, A', M et N sont cocycliques et le centre de ce cercle est sur la A-hauteur de ABC.

Sincèrement
Jean-Louis

Réponses

  • Un schéma avec d'autres points cocycliques .98832
  • Bonjour,
    any ideas for this problem?

    Sincèrement
    Jean-Louis
  • Bonjour Jean Louis,

    Je commence... A plus tard.
  • Une solution pour la cocyclicité; elle ne me plait pas trop, j'étais persuadé qu'il y avait du triangle orthique dans l'air.

    Faute de mieux, une chasse aux angles.

    Les angles marqués droits le sont par hypothèse.
    Les points $M,A',A'',B$ sont cocycliques (cercle de diamètre $[MA']$).
    Les points $N,A'',A',C$ sont cocycliques (cercle de diamètre $[NA']$).
    En angles de droites:
    $(MN,MA)=(MA'',MB)=(A'A'',A'B)=(A'A,A'B)=(CA,CB)=(CN,CA'')=(A'N,A'A'')=(A'N,A'A)\;\;[\pi]$

    $M,N,A,A'$ sont cocycliques.

    Le centre va attendre un peu...98948
  • On déduit de ce qui précède que les triangles $ABC$ et $ANM$ sont inversement semblables dans une similitude $s$ indirecte de point fixe $A$ et d'axe la bissectrice intérieure de $\widehat{BAC}$ avec $s(B)=N$ et $s(C)=M$

    Cette similitude envoie la droite $(AA')$ sur la $A$ hauteur du triangle $ABC$ (propriété générale dans un triangle: $AO$ et $AH$ sont symétriques par rapport à la bissectrice de $\widehat{A}$).

    Donc $O'=s(O)$ appartient à la hauteur issue de $A$ du triangle $ABC$.
  • Bonsoir à tous,
    Utilisons les coordonnées barycentriques.
    $A,B,C\simeq\left[\begin{array}{c} 1\\ 0\\ 0\end{array}\right],\left[\begin{array}{c} 0\\ 1\\ 0\end{array}\right],\left[\begin{array}{c} 0\\ 0\\ 1\end{array}\right].$
    $A'\simeq\left[\begin{array}{c} -a^4 + (b^2 - c^2)^2\\ 2 b^2 (a^2 - b^2 + c^2)\\ 2 c^2 (a^2 + b^2 - c^2)\end{array}\right].$
    $A''\simeq\left[\begin{array}{c} 0\\ b^2 (a^2 - b^2 + c^2)\\ c^2 (a^2 + b^2 - c^2)\end{array}\right].$
    $M\simeq\left[\begin{array}{c} (b^2 - c^2) (a^2 + b^2 - c^2)\\ -2 a^2 b^2\\ 0\end{array}\right].$
    $N\simeq\left[\begin{array}{c} (b^2 - c^2) (a^2 - b^2 + c^2)\\ 0\\ 2 a^2 c^2\end{array}\right].$
    Les points $A, A', M$ et $N$ sont cocycliques et le centre de ce cercle est :
    $S\simeq\left[\begin{array}{c} -(b^2 - c^2)^4 + a^6 (b^2 + c^2) + 3 a^2 (b^2 - c^2)^2 (b^2 + c^2) +
    a^4 (-3 b^4 + 2 b^2 c^2 - 3 c^4)\\ -2 a^2 b^2 c^2 (a^2 + b^2 -
    c^2)\\ -2 a^2 b^2 c^2 (a^2 - b^2 + c^2)\end{array}\right].$
    Le rayon $R$ de ce cercle vérifie :
    $R=\dfrac{2 a^3 b^2 c^2}{(-a^2 b^2 + b^4 - a^2 c^2 - 2 b^2 c^2 + c^4)\sqrt{(a - b + c) (a + b - c) (-a + b + c) (a + b +
    c)} }.$
    La droite $(AH)$ a pour équation :
    $(a^2 - b^2 + c^2)y+( -a^2 - b^2 + c^2)z=0.$
    On a :
    $ (a^2 - b^2 + c^2)\times(-2 a^2 b^2 c^2 (a^2 + b^2 - c^2) ) + (-a^2 - b^2 +
    c^2)\times( -2 a^2 b^2 c^2 (a^2 - b^2 + c^2))=0$
    donc le centre $S$ du cercle passant par les points $A, A', M$ et $N$ est sur la A-hauteur de $ABC. $
    Amicalement
  • Bonjour Lake et à tous,
    pour éviter
    * une chasse angulaire, le point de Miquel-Wallace le permet
    * le recours à une similitude, l'angle de deux cercles aussi...

    Merci Lake pour avoir résolu ce problème.

    Sincèrement
    Jean-Louis
  • Merci Jean Louis de nous l'avoir proposé.

    J'aime bien ma similitude.
  • Bonjour à tous,
    Peut-on résoudre la question en partant de ce que la hauteur AH et le diamètre AA' sont isogonaux par rapport à AB et AC ? C'est la voie que j'ai essayé de suivre, sans succès ...
    Bien cordialement
    JLB
  • Bonjour,

    Je n'ai pas fait autre chose avec la similitude!

    Mais si tu tiens vraiment à passer par les angles (avec des complémentaires et $E$ diamétralement opposé à $A$ sur le cercle $A,A',M,N$):99044
  • @ Lake
    Excuse-moi, mais je n'avais probablement pas réalisé, faute d'avoir vraiment réfléchi à ce que tu avais écrit ... C'est vrai que la similitude que tu indiques répond tout à fait à ma question !
    Merci d'avoir pris la peine d'indiquer une autre voie !
    Cordialement
    JLB
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