Triangle équilatéral et hyperbole équilatère

Bonjour à tous,
Je débute sur ce forum et suis à des lieux (et des lieux) des aigles-géomètres-experts (remerciés pour toutes leurs contributions et transmissions) et voici une question que je ne sais pas faire (du tout) et qui m'intrigue (beaucoup).

Prenant un point A, sur une hyperbole équilatère HE de centre O et un cercle de centre A, passant par A'=sym(A/O), celui-ci coupe HE en B,C,D formant un triangle équilatéral.

Comment SANS calcul comprendre ceci ? (par calcul, pas bien dur ; mais on aimerait une solution peut-être avec les points cycliques ... mais encore une fois SANS vérification calculatoire) ! Grand merci.

Réponses

  • Bonjour,

    Quelle est ta définition d'une hyperbole équilatère ?

    Cordialement,

    Rescassol
  • Bonjour et merci de se pencher sur cette question.
    Comme je ne sais faire cet ex. que par calcul, j'avais pris y=1/x en repère orthonormé mais ... je suis ouvert à toutes les bonnes suggestions ! Donc (désolé et) merci aussi d'améliorer l'énoncé ... (selon plusieurs possibilités peut-être ?)
  • Bonjour,

    C'est bien ce qu'il me semblait, il y a une contradiction entre demander une solution sans calculs et prendre $y=\dfrac{1}{x}$ comme définition. Il faudrait une définition sans coordonnées.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Et si on prenait le lieu des sommets d'un triangle pseudo-rectangle ? (ou autre chose de ce style; il faut bien à un moment ou à un autre parler d'orthogonalité ...) Encore grand merci (et bravo pour tant de contribution "au plus beau métier du monde" disait Pascal !)
  • Bonjour,

    On peut dire ça autrement:
    Soit un triangle équilatéral $BCD$ de centre $A$. On sait que toute conique circonscrite (c'est à dire passant par $B,C,D$) passant par son orthocentre (ici $A$) est une hyperbole équilatère dont le centre $O$ est sur son cercle d'Euler.
    Bien sûr, il faudrait démontrer cet autre théorème.

    Cordialement,

    Rescassol113598
  • Oui ! Vraiment bravo et grand merci ! Merci aussi pour la belle figure, Henri.Ch.
  • PS: Une question, encore (d'un aveugle): le centre de HE est sur le cercle d'Euler, d'accord; mais qui dit que c'est le milieu de [AA'] ?
  • Bonjour à tous
    Cette configuration est avant tout et surtout celle de la trisection de l'angle.
    Nos trisecteurs patentés vont-ils se réveiller?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus113614
  • Bonjour,

    > le centre de HE est sur le cercle d'Euler, d'accord; mais qui dit que c'est le milieu de [AA'] ?

    Parce que le rayon du cercle d'Euler est la moitié de celui du cercle circonscrit et que ces deux cercles ont même centre dans le cas d'un triangle équilatéral.

    Cordialement,

    Rescassol
  • @Rescassol: Yes ! C'était l'alignement AOA' que je ne voyais pas ... mais bien clair en effet ! Puis-je vous dire un sincère merci et bravo ainsi qu'au(x) autre(s) (très) grand(s) maitre(s) 'Pappus' and co ...
  • Bonjour à tous
    Une solution?
    Ben, La Divine Rescassolisation par exemple!!!!!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus113634
  • Bonjour à tous,
    exceptionnellement, ayant fait une nuit blanche à lire un livre que je regrette d'avoir acheté,
    Mon cher Pappus,
    Je me demande comment faire géométriquement pour couper une hyperbole, fut-elle équilatère, par un cercle.
    Je sais faire par le calcul, dans le repère $(Ax,Ay)$ que tu suggères.
    A+
  • Mon cher zephyr
    Le problème de l'intersection d'une droite et d'une conique est un sujet particulièrement galvaudé!!!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • En prenant les asymptotes de l'hyperbole comme repère et le point $A=(a,b)$, l'hyperbole a pour équation: $xy=ab$ tandis que le cercle a pour équation :$ (x-a)^2+(y-b)^2=4(a^2+b^2)$. Substituant $y$ on obtient après réduction l'équation aux abscisses des points d'intersection : $$(x+a)(x^3-3ax^2-3b^2x+ab^2)=0$$
    En utilisant la méthode trigonométrique pour résoudre l'équation du 3eme degré ... Je te laisse, oh grand maître Pappus faire remonter un lointain passé, en espérant ne pas m'être trompé dans mes calculs.

    Désolé, le calcul m'a pris un certain temps. Pappus, tu as répondu trop vite.
    Deux corrections dans l'équation !
  • Mon cher zephyr
    Quand je pensais Rescassolisation, j'imaginais plutôt des calculs menés en complexes!!!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • J'ai trouvé plus simple de faire ça en cartésienne. Les complexes, ce n'est pas ma tasse de thé.
    On va avoir des $z$ et des $\overline z$. On élimine $\overline z$ et on a une équation du 4eme degré dont l'une des racines sera $z_0$.
  • Bonjour
    La somme des racines de l'équation de degré $3$ de zephyr, que je salue, est $3a$. $A$ est donc le centre de gravité du triangle de sommets les $3$ points communs autres que $A^{\prime }$ à l'hyperbole et au cercle de centre $A$ passant par $A^{\prime }$. Moralité : ce triangle est équilatéral.
    Ainsi la méthode de zephyr donne immédiatement ce résultat avec des calculs pratiquement inexistants puisqu'il est inutile de factoriser et même d'expliciter complètement l'équation de degré $4$ pour trouver la somme de ses racines autres que $-a$; le coefficient de $x^{3}$ suffit.
    Bien cordialement. Poulbot
  • Merci poulbot pour cette jolie fin de démonstration.
  • Mon cher zephyr
    Il y a quand même des polynômes du troisième degré plus lisibles sous leur écriture complexe que sous leur écriture réelle!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour à tous
    Il ne s'agit pas tant de montrer que le triangle $BCD$ est équilatéral.
    C'est parfaitement banal et on a pas besoin de passer par la géométrie analytique pour le prouver.
    Il s'agit d'une question sur les angles (maudits soient-ils!) et sur leurs trisections!!!!!!!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour à tous
    Comme je vois que zephyr et moi n'avons pas adopté les mêmes axes, je vais plutôt m'intéresser à la figure de zephyr.
    Je choisis le cercle pour cercle-unité comme le ferait Rescassol et les axes parallèles aux asymptotes de l'hyperbole comme l'a fait zephyr.
    L'équation de l'hyperbole est:
    $$z^2-\overline z^2-a'z+\overline{a'}\overline z=0.\qquad$$
    où $a'$ est l'affixe de module $1\ $ du point $A'.\ $
    On doit chercher l'intersection de cette hyperbole avec le cercle-unité d'équation:
    $$z\overline z=1.\qquad$$
    On élimine donc $\overline z$ entre ces deux équations pour obtenir:
    $$z^4-a'z^3+\overline{a'}z-1=(z-a')(z^3+\overline{a'})=0$$
    D'où le phénomène de trisection suggéré dans ma figure où $A''\ $ est le point d'affixe $a''=-\overline{a'}.\qquad$
    Amicalement
    [small]p[/small]appus113646
  • Mon cher Pappus,
    Pas besoin de trisection pour conclure. Soit $b\in \C$ tel que $b^3=-a'$. Alors les affixes de $B,C,D$ sont respectivement $b,jb,j^2b$ c'est à dire les sommets d'un triangle équilatéral.
  • Mon cher zephyr
    Encore une fois, ce n'est pas ce triangle équilatéral qui est important mais le phénomène de trisection qu'il implique.
    En ne parlant que du triangle équilatéral, on passe à côté de quelque chose de crucial qui n'aurait pas échappé autrefois à nos trisecteurs patentés.
    Mais il est clair que ceux-ci ont disparu avec la géométrie, faut-il les regretter?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bon, je pense avoir compris la question. Il s'agit de construire l'angle tiers par intersection d'un cercle et d'une hyperbole.
    On part de l'angle $(Ax,AA")$. On prend le symétrique $A'$ de $A"$ par rapport à $Ay$. $O$ sera le milieu de $AA'$.
    Les parallèles à $Ax$ et $Ay$ passant par $O$ seront les asymptotes de l'hyperbole équilatère.
    Le cercle est centré en $A$ et il passe par $A'$. Soit $B$ le premier point d'intersection rencontré en tournant sur le cercle dans le sens trigonométrique à partir de $A'$. Alors $(Ax,AB)$ est le tiers de $(Ax,AA")$.
    Est-ce assez clair ? Vu mon état de somnolence, je n'en sais rien.
    Toujours est-il que l'affixe de $A"$ est $z=-\overline {a'}$. Si $b$ désigne l'affixe de $B$, on a $b^3=z$.
  • Oui zephyr!
    Mais la trisection est devenue aussi anecdotique que le nombre de sommets d'un triangle!
    De la géométrie il ne reste plus que l'énumérative!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Je rappelle, pour les néophytes en géométrie, que les deux brins de trisectrice ne sont pas constructibles à la règle et au compas, les points d'intersection de deux coniques non plus. Tiens donc : Pourquoi ? Cette question ne s'adresse pas aux Maîtres.
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