Petersen (359)

Bonjour
J‘ai fait l’acquisition hier du livre de Julius Petersen sur les constructions géométriques au prix modeste de 12,50€

Je vous en livre l‘exercice 359 :

Dans un parallélogramme donné, inscrire un losange de surface donnée.

Cordialement
Yann

Réponses

  • Bonjour,

    Comment est donnée la "surface" du losange?

    Cordialement,

    Rescassol
  • J’ai interprété « aire donnée », donc sous la forme d’un réel, de mon point de vue.
  • En donnant la valeur 1 à la surface du parallélogramme de départ.
    Sans doute !?
  • Bonjour,

    Dom, je ne sais pas ce qu'est la donnée d'un réel en géométrie, il me faut une donnée géométrique faisant partie de la figure.
    Yan, on peut effectivement supposer que l'aire du parallélogramme est égale à $1$, Petersen ne dit pas grand chose, c'est un cas particulier qui n'est pas le seul possible, mais pourquoi pas.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Yannguyen continue sa « chine » de vieux ouvrages, méprisant superbement les réimpressions Gabay, BNF et autres, ce qui est le signe d'un homme de goût. Bravo pour cette trouvaille à bon marché.
    C'est un recueil de 410 problèmes par le Danois Julius Petersen (1839-1910), petit livre de 112 pages qui a connu le succès, puisqu'il y a eu trois éditions franco-danoises comme celle-ci (1880, 1892, 1901) puis encore deux par le seul Gauthier-Villars (1931, 1946), et peut-être d'autres que je ne connais pas. Et sans doute d'autres éditions dans d'autres langues que le français. J'ignore s'il y a eu des modifications d'une édition l'autre.
    Les problèmes sont classés par méthodes, ce qui met sur la voie de la solution. Le problème 359 sélectionné par Yannguyen est dans le troisième chapitre : Théorie de la rotation, p. 73.
    Moi je voudrais trouver La géométrie du triangle de Trajan Lalesco en véritable édition, Bucarest 1937 (en français !), mais je désespère.
    Bonne journée quand même.
    Fr. Ch.
  • Bonjour
    $ABCD$ est le parallélogramme donné, $O=AC\cap BD$.
    Prendre $B^{\prime }$ sur $BC$ et sur le cercle de centre $\Omega =O+\dfrac{k}{2}\overrightarrow{AB}$ passant par $O$ puis compléter le losange $A^{\prime }B^{\prime }C^{\prime }D^{\prime }$ de centre $O$ avec $A^{\prime }$ sur $AB$, ...
    On a alors $S\left( A^{\prime }B^{\prime }C^{\prime }D^{\prime }\right) =k\cdot S\left( ABCD\right) $.

    Amicalement. Poulbot124260
  • Bonjour
    Etant donnés un triangle $OAB$ et un réel $k$, quel est le lieu des points $M$ pour lesquels, si la perpendiculaire en $O$ à $OM$ coupe la droite $AB$ en $m$, on ait $S\left( OmM\right) =k\cdot S\left( OAB\right) $ ($S$ est l'aire algébrique)?
    Cela devrait justifier mon message précédent.
    Amicalement. Poulbot124368
  • Bonjour,

    A vue de nez, on échange $m$ et $M$ par la composée d'une rotation et d'une inversion de centres $O$, et $m$ décrit une droite, donc $M$ décrit un cercle.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Bonjour Rescassol et merci
    Plus précisément, prenant pour $m$ la projection de $O$ sur la droite $AB$, il vient que ton cercle est celui de diamètre $\left[ OO^{\prime }\right] $ où $\overrightarrow{OO^{\prime }}=k\cdot \overrightarrow{AB}$.
    Bien cordialement. Poulbot124380
  • Ce qui serait intéressant aussi, ce serait de trouver le maximum et le minimum de l'aire d'un losange inscrit dans un parallélogramme donné.
    J'ai un peu cherché, de la façon suivante. Je prends un triangle $ABC$, avec $AB>AC$ et l'angle $A$ aigu (si besoin est), et soit $O$ le milieu de $BC$. Un point $M$ décrit le segment $AB$ et un point $N$ décrit le segment $AC$ de telle façon que $ OM \perp ON $, et il faut étudier la variation de l'aire du triangle rectangle $OMN$. Les positions extrêmes du point $N$ sont $A$ et $C$ et les positions extrêmes du point $M$ leur correspondent. Les aires des triangles rectangles $OMN$ pour ces positions extrêmes ne sont pas difficiles à calculer, mais sont-elles le maximum et le minimum cherchés ? Je me le demande...
    Bonne journée.
    Fr. Ch.
  • Bonjour à tous
    Le problème de Chaurien me semble intéressant.
    Il s'agit de chercher les extrema de l'aire algébrique d'un triangle $Omm'$, rectangle en $O$ dont les sommets $m$ et $m'$ décrivent des droites $L$ et $L'$
    Je ne regarde que le cas général où les droites $L$ et $L'$ sont concourantes vous abandonnant les cas où les droites $L$ et $L'$ ne le sont pas!
    Je travaille dans un repère cartésien (kiss essuie la?) d'origine $O$ (en général non orthonormé) dans lequel la droite $L$ a pour équation $x=a$ et la droite $L'$ pour équation $y=b$
    Le point $m$ a donc pour coordonnées $(a,y)$ et le point $m'$ pour coordonnées $(x',b)$.
    On sait ou plus exactement on savait que l'aire algébrique du triangle $Omm'$ est était proportionnelle à la quantité:
    $$x'y-ab$$. (doux ksa saure?).
    La matrice de Gram du repère est:
    $$\begin{pmatrix}
    1&\cos(\theta)\\
    \cos(\theta)&1
    \end{pmatrix}
    \qquad
    $$
    Nos aïeux qui n'y connaissaient rien aux matrices disaient travailler en repère oblique.
    Dans ce repère, les vecteurs de composantes $(x,y)$et$(x',y')$ sont orthogonaux si et seulement si:
    $$xx'+yy'+(xy'+yx')\cos(\theta))=0\qquad$$
    La rectangularitude en $O$ du triangle $Omm'$ se traduit par la relation:
    $$ax'+by+(ab+x'y)\cos(\theta)=0\qquad$$
    On est donc face à un (simple?) problème d'extrema liés:
    Maximiser dans $\mathbb R^2$:
    $$(x',y)\mapsto x'y$$
    sachant que:
    $$ax'+by+(ab+x'y)\cos(\theta)=0\qquad$$
    Et arrivé là, je suis pris d'une sainte flemme!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus revenu de la maison de Fiodor et un peu contusionné sur les bords pour avoir voulu vérifier la théorie de Galilée sur le plan incliné dans un escalier
  • Bien cher Pappus,
    Je te souhaite une bonne récupération de ta chute !
    Une petite remarque : même si "on" ne le sait plus, ou si (comme moi !) "on" ne l'a jamais su, l'aire algébrique du triangle $Omm'$ est bien, aujourd'hui comme hier et avant-hier et il y a 10 ou même 100 ans, encore et toujours proportionnelle à la quantité $x'y$ - $ab$ ...
    Bon, allez, j'arrête de te chicaner sur les temps des verbes ...
    Bien cordialement
    JLB
  • Merci Jelobreuil pour tes bons vœux
    C'est effectivement un petit miracle que je m'en sois sorti et je suis resté KO un bon moment.
    Mais je suis enfin arrivé à l'âge des gamelles!
    C'est pas fini, loin de là!!!
    Il faut tirer les conséquences de ces équations et donner une construction géométrique de ces extrema!
    II existe une autre manière moins calculatoire de faire, bien connue de nos anciens qui maniaient les infiniment petits avec brio.
    Suppose que le triangle $Omm'$ réalise un extremum de l'aire algébrique.
    Tu prends un triangle infiniment voisin $Onn'$ en sorte que:
    $$\widehat{mOn}=\widehat{m'On'}=d\theta\qquad$$
    Pour nos anciens $d\theta\ $ était un angle très petit, si petit qu'il le considérait comme un angle infiniment petit du premier ordre.
    Ils écrivaient alors que l'aire était stationnaire:
    $$Aire(Omm')=Aire(Onn')\qquad$$
    A toi de te débrouiller avec cette équation!
    Ils arrivaient à s'en sortir avec, il y a quatre siècles, pourquoi n'en serais-tu pas capable aujourd'hui?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour,

    Pappus, je suis heureux de voir que tu es à nouveau sur pied et parmi nous.
    Le forum de géométrie sans toi, c'est triste.

    Voilà une figure de ce problème où mes notations ne sont pas tout à fait les mêmes.
    Il y a même l'ellipse enveloppe de l'hypoténuse.
    De plus, la correspondance entre $M$ et $N$ est une transformation circulaire.

    Cordialement,

    Rescassol124530
  • Merci Rescassol de ta sollicitude!
    Je me souviens encore de la première seconde de mon vol plané me disant comme dans l’histoire bien connue: jusqu’ici, ça va!
    La suite fut moins drôle mais dix jours après, cela va beaucoup mieux, je retrouve le forum seulement un peu plus cabossé que d’habitude mais les yacks tutélaires en ont vu bien d’autres!
    Tes remarques circulaires sont exactes mais je pense qu’elles sont d’autant plus inutiles que j’ai mâché le boulot!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Moi aussi je forme mes vœux de prompt rétablissement à pappus. À nos âges il faut préserver nos carcasses et ne point batifoler.
    Le problème que j'ai posé est bien plus simple si le parallélogramme est un rectangle, bien plus simple mais pas complètement trivial, et peut être posé en Troisième ou Seconde, mais je ne sais pas trop ce qu'on fait aujourd'hui dans ces classes. Résultat sans surprise : le minimum est le losange des milieux des côtés, et le maximum est le losange dont une diagonale est la diagonale du rectangle et l'autre sa perpendiculaire.
    Bonne soirée.
    Fr. Ch.
  • Bonjour à tous
    Nous avons déjà vu deux solutions possibles du problème de Chaurien.
    J'en ai une troisième en tête basée sur la construction de Poulbot que je salue.
    Il y en a sans doute beaucoup d'autres, à vous de les trouver!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    Je n'ai pas le livre de Petersen sous la main, sans doute est-il tapi quelque part dans ma yourte mais je suis bien trop fatigué pour le trouver!
    Il semble me rappeler que Petersen donne la solution de tous ses exercices ou à tout le moins propose quelques indications!
  • Bonjour à tous
    Voici sans commentaires la construction de Poulbot du problème de Chaurien.
    Elle résulte directement de celle qu'il nous a donnée dans cette discussion et c'est bien pour cela que je l'ai appelée ainsi.
    Elle montre la construction des extrema locaux de la fonction aire algébrique:
    $$L\longmapsto \mathbb R; m\mapsto S(O,m,m')\qquad$$
    J'imagine dans une autre planète d'une autre galaxie d'un autre univers de notre multivers une composition écrite d'un examen donnant une solution détaillée, géométrique et analytique du problème de Chaurien.
    Car chez nous il n'y faut plus compter excepté le nombre des sommets d'un triangle!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus124546
  • Content de voir pappus que tu as retrouvé toute ta verve à nulle autre pareille ;-)
  • Merci Gai Requin!
    Tu m'as manqué toi aussi quand je gisais sur mon lit de douleurs!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour Pappus
    Je te souhaite un bon et rapide rétablissement et suis très heureux de constater que ton immense talent de géomètre n'est pas altéré.
    Amicalement. Poulbot

    @Rescassol Je pense que "l'enveloppe de l'hypoténuse" n'est une ellipse que dans le cas où $\widehat{AOB}$ est aigu
  • Bonjour,

    Oui, Poulbot, tu as raison, je ne me suis intéressé qu'au cas de l'angle aigu, sinon on a une hyperbole avec les mêmes propriétés générales.
    Voilà une nouvelle figure où on peut voir les points de tangence $M_0$ et $N_0$ de l'ellipse avec les droites lieux de $M$ et $N$, ainsi que le parallélogramme formé par les points limites objet et image et les points fixes (dont $O$) de la transformation circulaire transformant $M$ en $N$. Le centre de ce parallélogramme est le centre de l'ellipse.

    Cordialement,

    Rescassol124590
  • Merci Poulbot pour tes bons vœux.
    Toi aussi tu m'as beaucoup manqué mais tu me manques tous les jours.
    C'est pourquoi j'apprécie d'autant plus chacune de tes apparitions de plus en plus rares sur ce forum.
    Je vois bien que mon état de santé actuel ne me permet plus de participer à la vie de ce forum aussi activement qu'auparavant!
    Ta belle construction n'a guère trouvé d'écho tout comme la mienne calquée sur la tienne!
    Personne ne s'est proposé pour essayer de les justifier, ce qui est un peu décourageant!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
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