Deux nouvelles parallèles

Bonsoir à tous,
Voici un nouveau problème, pour répondre à la demande de Jean-Louis dans le fil "sur un même cercle" :
Soit ABC un triangle, M et N les milieux de AB et AC, P et Q les points d'intersection de la bissectrice de l'angle en A et des médiatrices de AB et de AC.
La médiatrice de AC recoupe en I le cercle circonscrit au triangle MPQ, et coupe en K la droite AB.
La médiatrice de AB recoupe en J le cercle circonscrit au triangle NPQ, et coupe en L la droite AB.
Montrer que les droites IJ et KL sont parallèles.
(Et pour celui-ci, je n'ai pas la solution !)
Bien cordialement
JLB119272

Réponses

  • Bonsoir jelobreuil,

    J'utilise les coordonnées barycentriques.

    Le triangle de référence :

    $A, B, C\simeq \left[\begin{array}{c} 1\\ 0\\ 0\end{array}\right],\left[\begin{array}{c} 0\\ 1\\ 0\end{array}\right],\left[\begin{array}{c} 0\\ 0\\ 1\end{array}\right].$

    M et N les milieux de AB et AC :

    $M, N \simeq \left[\begin{array}{c} 1\\ 1\\0\end{array}\right],\left[\begin{array}{c} 1\\ 0\\1\end{array}\right].$

    Les points P et Q :

    $P, Q\simeq \left[\begin{array}{c} -a^2 + b (b + c)\\ b c\\c^2\end{array}\right],\left[\begin{array}{c} a^2 - c (b + c)\\ -b^2\\-b c\end{array}\right].$

    Les points I et K :

    $I, K \simeq \left[\begin{array}{c} c (b + c)^2 - a^2 (2 b + c)\\ 2 b^2 (b + c)\\ c (a^2 + b^2 - c^2)\end{array}\right],\left[\begin{array}{c} a^2 - c^2\\ -b^2\\0\end{array}\right].$

    Les points J et L :

    $J, L \simeq \left[\begin{array}{c}-b (b + c)^2 + a^2 (b + 2 c)\\ b (-a^2 + b^2 - c^2)\\ -2 c^2 (b + c)\end{array}\right],\left[\begin{array}{c} a^2 - b^2\\ 0\\-c^2\end{array}\right].$

    Montrons que les droites $(IJ)$ et $(KL)$ sont parallèles.

    $(IJ) \simeq \left[\begin{array}{c}b c (a^2 + (b + c)^2)\\c ((b - 2 c) (b + c)^2 + a^2 (b + 2 c))\\b (-(2 b - c) (b + c)^2 + a^2 (2 b + c))\end{array}\right]$

    $(KL) \simeq \left[\begin{array}{c}b^2 c^2\\ c^2 (a^2 - c^2)\\ b^2 (a^2 - b^2)\end{array}\right]$

    On a :

    $\left|\begin{array}{ccc} b c (a^2 + (b + c)^2)&c ((b - 2 c) (b + c)^2 + a^2 (b + 2 c))&b (-(2 b - c) (b + c)^2 + a^2 (2 b + c))\\ b^2 c^2& c^2 (a^2 - c^2)&b^2 (a^2 - b^2)\\ 1&1&1 \end{array} \right|\quad =0.$

    Ainsi, les droites $(IJ)$ et $(KL)$ sont parallèles.
  • Bonjour Jean-Louis et à tous,
    merci pour ce problème

    1. par le théorème de Reim, (MI) //(NJ)
    2. d’après J.-L. Breuil http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?8,2201910 , OPQ est O-isocèle
    3. par une simple chasse angulaire, (PQ), (MI) et (NJ) sont parallèles entre elles
    4. par le théorème des trois corde de Monge, M, N, J et I sont cocycliques
    5. par le théorème de Reim, (IJ) // (KL).

    Sincèrement
    Jean-Louis
  • Bonjour à tous
    Merci, Bouzar et Jean-Louis, de vos démonstrations !
    Jean-Louis, je m'attendais bien à ce que tu dégaines ton bien-aimé Reim ! C'est en effet une configuration qui s'y prête épatamment ! Et je te remercie de cette allusion au théorème de Monge, que je ne connaissais pas ...
    Bien amicalement
    JLB
  • O est l'orthocentre de AKL.
    Les hauteurs KN et LM sont également inclinées sur la bissectrice APQ, donc la droite des centres des cercles (PQMG) et (PQNH) est perpendiculaire à la bissectrice et passe par O.
    P et G sont diamétralement opposés sur (PQMG) $\rightarrow GQ \perp PQ$
    Q et H sont diamétralement opposés sur (PQNH) $\rightarrow PH \perp PQ$
    AM.AG = AP.AQ = AH.AN $\rightarrow$ MN et GH sont également inclinées sur la bissectrice APQ

    Symétrie par rapport à OO'O'' : GH est parallèle à IJ
    (et aussi à KL; il y a des parallélismes dans tous les sens)119330
  • Bonjour PGL,
    Merci d'avoir bien développé le sujet !
    C'est sûr, il y a de quoi faire !
    Bien cordialement
    JLB
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