Aires triangles podaires

Chers amis
Voici un petit problème sur les triangles podaires.
De quoi méditer pendant les longues soirées d'hiver en attendant Noël.
Je rappelle que le triangle podaire d'un point $P$ par rapport au triangle $ABC$ est tout simplement le triangle $abc$ dont les sommets sont les projections orthogonales respectives de $P$ sur les côtés du triangle $ABC$.
file.php?8,file=10436

Montrer qu'il existe en général, à une exception près, un unique point $P'$ dont le triangle podaire $a'b'c'$ par rapport au triangle $ABC$ est semblable au triangle podaire $abc$ de $P$ et montrer que l'application $P \longmapsto P'$ est une bijection involutive de classe $\mathcal C^{\infty}$.

On note $S(abc)$ et $S(a'b'c')$ les aires de ces deux triangles podaires.

Montrer que la fonction:
$P \longmapsto \dfrac{1}{S(abc)} - \dfrac{1}{S(a'b'c')}$ est localement constante sur son domaine de définition.
On pourra en l'honneur de St Nicolas dont c'est bientôt la fête bourbakiser en appliquant le théorème spectral.
Très amicalement
Pappus

[Modifié selon tes indications. Bruno]10436
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Réponses

  • Bonjour,

    Merci cher pappus pour cette nouvelle promenade géométrique que tu nous proposes aujourd'hui; quelques remarques:

    1) eh non, il ne s'agit pas de l'isogonal $Q$ de $P$ par rapport au triangle $ABC$; les triangles podaires des points $P$ et $Q$ relativement au triangle $ABC$ possèdent d'autres propriétés intéressantes...

    2) Un autre résultat concernant les triangles podaires semblables, mais moins compliqué que ce que tu demandes,...et que tu connais, est que:

    Si $abc$ est le triangle podaire du point $P$ relativement à $ABC$,
    Si $a_1b_1c_1$ est le triangle podaire du point $P$ relativement à $abc$,
    Si $a_2b_2c_2$ est le triangle podaire du point $P$ relativement à $a_1b_1c_1$,
    Si $a_3b_3c_3$ est le triangle podaire du point $P$ relativement à $a_2b_2c_2$,
    alors les triangles $ABC$ et $a_3b_3c_3$ sont semblables.

    Permets-moi de suivre les futures interventions qui ne vont pas tarder...

    Amicalement.
  • Mon cher bs

    1° Sur le dessin, les points $P$ et $P'$ ne sont pas isogonaux; il s'agit donc d'une autre application involutive que l'isogonalité, au reste assez facile à trouver compte tenu de mes précédents messages sur ces triangles podaires.

    2° En ce qui concerne cette fonction, il faut évidemment pour montrer qu'elle est localement constante avoir une bonne formule donnant l'aire d'un triangle podaire.

    On peut trouver cette formule plus ou moins dans le Berger et sans doute ailleurs. La démonstration du Berger est très ancienne, compliquée et je ne l'aime pas beaucoup.
    Quant à moi, pour ce faire, je propose d'appliquer le théorème spectral à la partie linéaire de l'application affine:
    $ f : ABC \longmapsto abc$
    Cette application linéaire est en effet autoadjointe.

    En fait, il s'agit seulement d'évaluer le déterminant de la partie linéaire $\overrightarrow f$ c'est à dire le produit de ses deux valeurs propres qui sont réelles. On n'a donc pas vraiment besoin du théorème spectral mais pourquoi s'en priver?
    Un des moyens les plus rapides que je connaisse est de passer en complexes en prenant le cercle circonscrit au triangle $ABC$ pour cercle unité.

    3° Tu as raison de citer ce beau théorème sur les triangles podaires emboités. Je reviendrai peut-être un jour sur ce sujet car il y a des choses à dire sur cette configuration en plus de la similitude.

    4° Un grand merci à Bruno qui a corrigé un petit typo.

    Amicalement
    Pappus
  • Re,

    Il faut d'abord démontrer l'existence et l'unicité du point $P'$...

    Je viens de calculer, avec la précieuse aide des Sortais [frère-soeur ou mari-épouse ??], l'aire du triangle podaire $abc$ de $P$ par rapport au triangle $ABC$, avec $O$ centre du cercle circonscrit:

    $S(abc)= \dfrac{S(ABC)}{4R^2}$l$OP^2 -R^2$l
    Cette relation permet de résoudre le classique lieu de $P$ dont le triangle podaire possède une aire constante donnée.

    Toujours pour l'aire du triangle podaire, j'ai repris également le calcul du Berger, et il existe aussi une formule utilisant la formule de Héron.

    Amicalement.
  • Bravo, bs.
    J'avais en efet oublié le bouquin de la famille Sortais.
    Si tu oublies les valeurs absolues, la formule suivante te donne l'aire algébrique:
    $S(abc)= \dfrac{S(ABC)}{4R^2}{ R^2 - OP^2}$
  • Bs, excuse la faute d'orthographe. Il faut dire que la touche "Aperçu" est bien proche de la touche "Envoyer".
    Je voulais ajouter que tu es maintenant bien proche de la solution.
    Amicalement
    Pappus
  • Bonjour mon cher pappus,

    Merci pour tes encouragements, malheureusement en mathématiques, cela suffit rarement...
    Je ne parviens pas à démontrer l'existence et l'unicité de $P'$, donc aucune approche de la longueur de $OP'$ en vue.

    Amicalement.
  • Mon cher bs
    Si tu lis mes autres messages relatifs aux triangles podaires, tu verras que l'application $P \longmapsto P'$ est une inversion.
    Pour répondre pleinement à ta question, il faudrait montrer l'existence d'un triangle podaire relatif à un triangle $ABC$, directement semblable à un triangle donné $A'B'C'$ et ensuite connaissant les six points $A, B, C, A', B', C'$ donner effectivement sa construction.
    Je te joins sans démonstration deux figures suggérant une telle construction, la deuxième étant une conséquence de la première.
    Très amicalement
    Pappus
    file.php?8,file=10449
    file.php?8,file=1045010449
    10450
  • Bonjour,

    ô vénérable pappus, merci pour tes réponses toujours aussi colorées.

    J'avais complètement zappé tes précédents messages relatifs aux triangles podaires et viens seulement de les découvrir.

    Bien amicalement.
  • Mon cher bs
    Cette construction du point $M$ dont le triangle podaire $abc$ par rapport au triangle $ABC$ est directement semblable à un triangle donné $A'B'C'$ est basée sur le fait que le point $M$ est le pôle de la transformation circulaire indirecte $f$ telle que $f(A) = A'$, $f(B) = B'$, $f(C) = C'$ c'est à dire que $f(M) = \infty$, le point à l'infini du plan.
    Amicalement
    Pappus
  • Bonsoir,

    Je viens reprendre cet intéressant dialogue de Platon Pappus.

    Cher pappus, après lecture de tes deux précédents fils, et relecture de celui-ci, je comprends qu'effectivement l'application P ---> P' est une inversion. Cependant, exprimer l'aire de S(a'b'c') en fonction de S(ABC) ou de S(abc) me pose problème, même si, une relecture de mon inséparable Lespinard-Pernet me rappelle que... :

    ...dans une inversion de centre I et de rapport k, on a: A'B'= (lkl.AB) / [IA.IB].

    Sans aide extérieure, le dialogue risque de tourner au monologue.

    Bien amicalement.
  • Mon cher bs
    L'inversion en question est celle par rapport au cercle circonscrit au triangle $ABC$.
    Tu as la formule :
    $S(abc)= \dfrac{S(ABC)}{4R^2} | OP^2 -R^2 |$
    (Drôle de syntaxe pour ce texte en Latex écrit par bs, Bruno ! Je ne la comprends pas mais ça marche, bizarre !)
    donnant l'aire du triangle podaire $abc$ du point $P$.
    Tu écris la même formule pour le triangle podaire $a'b'c'$ du point $P'$ et tu te débrouilles en tenant compte du fait que $P$ et $P'$ sont inverses.
    Amicalement
    Pappus
  • Coucou,

    mon cher pappus,

    Sachant que (en valeurs algébriques) $OP.OP'=R^2$, c'est un jeu d'enfants, après des simplifications en cascades, d'obtenir:
    $$P \longmapsto \dfrac{1}{S(abc)} - \dfrac{1}{S(a'b'c')}= \dfrac{4}{S(ABC)}$$
    Cette fonction est donc localement constante à l'intérieur du cercle circonscrit au triangle $ABC$.

    C'est un joli résultat comme je les aime, sais-tu qui en est l'inventeur ?

    Reste que je n'ai pas trop bien compris pourquoi "l'inversion en question est celle par rapport au cercle circonscrit au triangle $ABC$".

    Amical remerciement.

    [Constante modifiée]
  • Mon cher bs

    Attention, il y a une question de signe, ce doit être $\dfrac{4}{S(A, B, C)}$ à l'intérieur du cercle et $-\dfrac{4}{S(A, B, C)}$ à l'extérieur.
    C'est moi qui ai eu l'idée de cet exo mais ce n'est pas un résultat très intéressant en lui-même.
    Je voulais surtout faire calculer l'aire d'un triangle podaire.
    Il y la méthode développée dans le Berger, très astucieuse mais pas très naturelle.
    Je ne connais pas pas celle qui est proposée par Sortais, peux-tu me la résumer?
    J'en connais une troisième basée sur une idée du grand Morley et utilisant les nombres complexes.
    Si $abc$ est le triangle podaire de $M$ par rapport au triangle $ABC$ et si $f$ est l'application affine telle que $f(A) = a$, $f(B) = b$, $f(C) = c$, on calcule $Det(\overrightarrow f)$, laquelle application linéaire $\overrightarrow f$ est d'ailleurs symétrique ou autoadjointe c'est à dire diagonalisable dans une base orthonormée.
    Amicalement
    Pappus
  • Bonjour,

    Cher pappus,

    Merci pour cette rectification complémentaire.

    Pour calculer l'aire du triangle podaire, Sortais utilise en permanence le triangle circonpédal S_1S_2S_3 de P relativement au triangle ABC... triangle dont j'ignorais l'existence, il y a encore une semaine :)

    Après avoir démontré que les triangles P1P2P3 et S1S2S3 sont directement semblables, dans une leçon précédente [1ère partie], Sortais considère:

    -> le rayon r du cercle circonscrit au triangle podaire P1P2P3 de P relativement au triangle ABC, et,
    -> le rayon r' du cercle circonscrit au triangle podaire de P relativement au triangle S1S2S3, et,
    à l'aide de relations métriques et trigonométriques du triangle, triturées dans tous les sens, Sortais calcule rr' puis r/r' [2ième partie]

    Enfin,en utilisant la formule donnant l'aire d'un triangle en fonction des sinus, et les résultats précédents, l'aire recherchée finit par arriver. [3ième et dernière partie].

    Je suis trop lent en Latex (entre autre) pour détailler toutes les étapes.

    Amicalement.
  • Mon cher bs
    Je te remercie. Je vois à peu près de quoi il retourne.
    Ci joint la démonstration du calcul de cette aire basée sur une idée du grand Morley dans son fameux livre : Inversive Geometry, publié en 1954 aux Editions Chelsea.
    J'ai d'abord besoin du lemme suivant:
    Lemme 1

    Toute application linéaire $f: \mathbb C \longmapsto \mathbb C$ pour la structure vectorielle de $\mathbb C$ sur le corps des réels $\mathbb R$
    s'écrit:
    $f(z) = a.z + b.\overline z \text{avec } (a, b) \in\mathbb C^2$.

    La trace et le déterminant de $f$ sont alors donnés par le lemme suivant:

    Lemme 2
    $\text{Trace}(f) = a + \overline a$.
    $\text{Det}(f) = |a|^2 - |b|^2$

    Maintenant on considère un triangle $ABC$ et un point $P$ de son plan. Au lieu de considérer le triangle podaire de $P$ par rapport au triangle $ABC$, il sera plus simple d'évaluer l'aire algébrique du triangle formé par les symétriques $A'$, $B'$, $C'$ de $P$ par rapport aux côtés du triangle $ABC$. En fait ce triangle est homothétique du triangle podaire de $P$ dans l'homothétie de centre $P$ et de rapport $2$.
    Comme on va évaluer le rapport des aires algébriques $\dfrac{S(A', B', C')}{S(A, B, C)}$, lequel est invariant par similitude, on va identifier au moyen d'une similitude $\varphi : \mathcal P \longmapsto \mathbb C$ le plan euclidien $\mathcal P$ du triangle $ABC$ avec $\mathbb C$ de façon que le cercle circonscrit au triangle $ABC$ devienne le cercle unité de $\mathbb C$. ( Yes, we can!)
    Je noterai $a = \varphi(A)$, $b = \varphi(B)$, $c = \varphi(C)$, $a' = \varphi(A')$, $b' = \varphi(B')$, $c'= \varphi(C')$, $\rho = \varphi(P)$, les affixes respectives des points $A$, $B$, $C$, $A'$, $B'$, $C'$, $P$.
    On a donc par hypothèse: $|a| = |b| = |c| = 1$.
    On est ainsi ramené à un problème dans $\mathbb C$.
    Evaluons maintenant les affixes $a'$, $b'$, $c'$.
    L'application $z \longmapsto -bc \overline z + b + c$ est une similitude indirecte de $\mathbb C$ fixant les points $b$ et $c$ car $b\overline b = c\overline c = 1$. C'est donc la symétrie par rapport à la droite joignant les points $b$ et $c$.
    Donc $a' = -bc\overline{\rho} + b + c$ et de même, on a: $b' = -ca\overline{\rho} +c+a$ et $c' = -ab\overline{\rho} + a + b$.
    On introduit maintenant les fonctions symétriques élémentaires des complexes $a$, $b$, $c$:
    $\sigma_1 = a+b+c$
    $\sigma_2 = bc + ca +ab$
    $\sigma_3 = abc$.
    On définit maintenant l'application $f:\mathbb C \longmapsto \mathbb C$ par:
    $f(z) = -z -\sigma_3 \overline{\rho}\overline z + \sigma_1$
    D'après le lemme 1, $f$ est une application affine de $\mathbb C$ dans $\mathbb C$ dont la partie linéaire $\overrightarrow f$ est définie par:
    $\overrightarrow f(z) = -z -\sigma_3 \overline{\rho}\overline z $
    De plus, on vérifie immédiatement que:
    $f(a) = a'$, $f(b) = b'$, $f(c) = c'$.
    D'après le lemme 2:
    $\text{Det}(\overrightarrow f) = 1 - |\rho|^2$

    Maintenant soit $O$ le centre du cercle circonscrit au triangle $ABC$ et $R$ son rayon.
    Puisque $\varphi$ est une similitude, on a $|\rho| = \dfrac{OP}{R}$
    Ainsi on a finalement:
    $\dfrac{S(A', B', C')}{S(A, B, C)}=\text{Det}(\overrightarrow f) = 1 -|\rho|^2 = 1 -\left(\dfrac{OP}{R}\right)^2$
    Amicalement
    Pappus
  • Bonjour cher Pappus,

    Je continue à étudier tes fils géométriques.

    Pour celui-là, c'est bon.

    1) Pour la construction de $P$ de triangle podaire directement semblable à $A'B'C'$,ce n'est possible, que si $A'B'C'$ n'est pas indirectement semblable à $ABC$,

    et il est bon de prouver l'unicité de $P$ et tes 2 constructions en utilisant, d'abord, une 3ème construction (plus simple):

    on considère les lieux (angles de droites) :

    $(MC,MA)=(BC,BA)-(B'C',B'A')$ et $(MB,MC)=(AB,AC)-(A'B',A'C')$

    (ce sont des cercles (l'un d'eux pouvant étre une droite) passant par $C$)

    le point d'intersection, distinct de $C$, de ces lieux est $P$.

    2) Pour prouver que, si $P$ et $Q$ ont des tiangles podaires par rapport à $ABC$ indirectement semblables, on a $P$ et $Q$ inverses l'un de l'autre dans l'inversion de cercle $C(ABC)$,

    j'utilise ta 1ère construction et je calcule avec les affixes complexes.

    As-tu une démonstration géométrique?

    D'autre part, dans ton 1er message, tu dis qu'on peut utiliser la théorie spectrale pour répondre à tes 3 questions. Cela m'intéresse, peux-tu indiquer comment tu fais cela?

    Très amicalement,
    Georges
  • Le vieux Pappus perd un peu la mémoire ainsi que ses fils!
    Peux tu me citer exactement en me rappelant en plus la date de mon intervention?
    Ce qui est certain dans cet histoire de triangles podaires, c'est que la géométrie circulaire y joue un rôle essentiel.
    Tu devrais faire un petit résumé de ce que j'ai dit à ce sujet pour qu'on fasse le point.
    Sur l'aspect spectral en revanche, c'est la géométrie affine euclidienne qui reprend ses droits.
    Partons d'un triangle $ABC$ et d'un point $P$ dont le triangle podaire est $A'B'C'$ et soit $f$ l'application affine telle que $f(A) = A'$, $f(B) = B'$, $f(C) = C'$, alors sa partie linéaire $\overrightarrow f$ est un opérateur symétrique et ses valeurs propres sont donc réelles. Il se trouve qu'on peut les calculer très facilement ainsi que les sous-espaces propres qui sont orthogonaux. Le produit des valeurs propres qui est le déterminant de $\overrightarrow f$ est le rapport des aires algébriques $\dfrac{S(A', B', C')}{S(A, B, C)}$.
    Autrefois, une telle application affine était cataloguée comme orthologique.

    Fais une petite recherche sur le net pour voir ce que Google en dit!
    Et va en particulier sur le site de MathWorld. Tu peux aussi regarder ce qui en a été dit dans des revues françaises comme Tangente ou Quadrature.
    Puisque tu aimes les complexes, tu peux essayer de faire les calculs en supposant que le cercle circonscrit au triangle $ABC$est le cercle unité du plan complexe, c'est ce que j'appelle le "Morley's trick" car il adorait utiliser ce truc!
    Tiens moi au courant.
    Amicalement
    Pappus
  • Cher Pappus,

    merci pour ta réponse rapide. Je vais étudier ta méthode affine.

    Pour retrouver tes fils (enfants qui m'enchantent), tu peux ouvrir le forum en mettant "géométrie" à la place de "jump to forum" en haut).

    Tu y retrouveras "Aires Triangles Podaires" (que tu as ouvert le 29/11/08) et pourras me répondre en détails.

    En ce moment, j'étudie dans "Triangles podaires et géométrie circulaire" (ouvert le 13/11/08) la 2ème question sur l'orbite de $\infty$ où j'avance..


    Amicalement,
    Georges

    PS. J'ai eu un Pb. pour mettre mon message (on m'a demandé de m'identifier) et j'ai été obligé de mettre le sujet. J'ai mis "Aires triangles podaires" au lieu de "Aires Triangles Podaires" ce qui a ouvert un autre sujet!

    Un modérateur peut mettre ce "nouveau" sujet à la suite de "Aires Triangles Podaires". Merci.
  • Mon cher Georges
    Effectivement, je m'aperçois que j'ai plus ou moins répondu à ta question dans mon message paru dans ce fil, le vendredi 5 décembre 2008 à 17H36'55" GMT.
    Lis bien la démonstration qui reprend pas à pas les calculs du grand Morley dans son ouvrage immortel: Inversive Geometry!

    Je te joins une figure sur les triangles podaires respectifs $UVW$ et $U'V'W'$ de deux points $M$ et $M'$ inverses par rapport au cercle circonscrit au triangle $ABC$.
    La droite $MM'$ passe par le centre $O$ de ce cercle et le recoupe en deux points diamétralement opposés $R$ et $S$.
    J'ai tracé en rouge les droites de Simson des points $R$ et $S$ par rapport au triangle $ABC$. Ce sont les axes de la similitude indirecte transformant $UVW$ en $U'V'W'$. Leur intersection $\Omega$, située sur le cercle d'Euler du triangle $ABC$ est le centre de cette similitude dont je te laisse le soin de calculer le rapport.
    Ce point $\Omega$, (cher à Teilhard), est l'orthopôle du diamètre $RS$.
    Inutile de te dire que cette configuration est connue depuis belle lurette!
    Rien n'est nouveau sous le Soleil de la Géométrie du Triangle!

    Amicalement
    Pappus
    file.php?8,file=1095110951
  • Dans ton message du 5/12/08 tu ne traitais que le calcul de l'aire du triangle podaire. Je l'ai étudié et c'est ce qui m'a permis de prouver, par les affixes, le fait que, si P et Q ont des triangles podaires indirectement semblables, alors ils sont inverses dans l'inversion de cercle C(ABC).

    Amicalement,
    Georges
  • Bonjour Pappus,
    Toujours en lien avec le fil "inversions pour fluorhydrique" ...
    (trouvé avec Google et les mots clés "triangles podaires" et "inversion"
    Bien cordialement
  • Bonjour.

    Il y a 11 ans, nous étions tous plus jeunes ! Et depuis, il y a eu les LFIT. Voyons donc une démonstration un peu plus dans l'air du temps. La surface du triangle podaire associé au point $P$ est $\displaystyle{\frac{S}{4}\left(1-\frac{\left|OP\right|^{2}}{R^{2}}\right)}$.

    Ceci est évidemment vrai lorsque $P=O$: la surface du triangle des milieux est bien le quart de la surface de $ABC$. Sinon, nous traçons la droite $\Delta\doteq OP$. Elle coupe le circonscrit $\Gamma$ en deux points que nous notons $P_{+1},P_{-1}$ et nous paramétrons la droite $\Delta$ par \[2P_t=\left(1+t\right)P_{+1}+\left(1-t\right)P_{-1}\] Il en résulte que $\left|t\right|=\left|OP\right|/R$.

    Considérons la famille de triangles définie par $\def\tri#1{{\mathcal T}_{#1}}$ \[ 2\,\tri t \doteq \left(1+t\right)\tri {+1}+\left(1-t\right)\tri {-1} \]
    dans laquelle $\tri{\pm1}$ sont les triangles podaires (plats) des points $P_{\pm1}$. Alors tous les $\tri t$ sont des triangles podaires puisque la formule de caractérisation est linéaire, et en outre $\tri t$ est effectivement le triangle podaire de $P_t$. Mais alors $area(\tri t) $ est un polynôme de degré $2$ en $t$. Et comme ce polynôme coïncide avec $S(1-t^2)/4$ en trois points, la formule est valable pour tout $t$.

    Cordialement, Pierre.
  • Bonsoir à tous
    J'avais complètement oublié ce vieux fil où je Rescassolisais sans le savoir!
    Je pense que nous avons déjà parlé ici même dans des fils à retrouver des $FLTI$ des triangles podaires, introduites il y a bien longtemps par Neuberg.
    Il est très facile de déterminer le triangle d'aire algébrique extrémale d'une $FLTI$ de triangles podaires. Comment le déterminer d'ailleurs?
    Plus intéressant est de résoudre ce problème pour une $FLTI$ quelconque?
    Comment faire?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    Ci dessous une construction que j'ai trouvée, il y a au moins deux décennies et sans doute susceptible d'amélioration car elle est un peu alambiquée!
    On considère la $FLTI$ des triangles inscrits dans le triangle $ABC$ d'équicentre $E$ et de centre aréolaire $S$.
    $O$ est le milieu du segment $ES$ et $\Gamma$ est la conique inscrite de centre $O$.
    Quand j'étais seul dans mon petit coin, je l'appelais la conique d'incidence mais je crois que pldx1 l'appelle maintenant dans son glossaire la conique pilier.
    Je mène par $E$ la parallèle au côté $BC$. Soit $\alpha$ son pôle par rapport à $\Gamma$ et $u=E\alpha\cap BC$.
    On construit de façon analogue les points $v\in CA$ et $w\in AB$.
    Alors le triangle $uvw$ est le triangle de la $FLTI$ d'aire algébrique extrémale90010
  • Bonjour à tous
    La réponse pour la $FLTI$ des triangles podaires des points d'une droite $L$ est particulièrement simple!
    L'aire algébrique des triangles de cette $FLTI$ atteint son extremum au point $P_0$ projection orthogonale du centre du cercle circonscrit $O$ au triangle $ABC$ sur la droite $L$.
    [large]Pourquoi?[/large]
    Dans le cas général, on a pas de construction analogue et ce d'autant plus que la théorie se passe dans le plan affine et qu'on doit dire adieu, au moins provisoirement, à l'Axiome de Pythagore, snif!
    Reviens vite nous sauver, Axiome de Pythagore!!
    A défaut de prouver ma construction, d'autant plus alambiquée que la théorie des coniques se réduit aujourd'hui, grosso modo, à leur classification, je pense qu'on peut s'en sortir en suivant l'idée de pldx1
    La fonction aire algébrique: $T(t)\mapsto S(T(t))$ est polynomiale du second degré.
    Si on connait un triangle $T(t)=(abc)$ de la $FLTI$ et si on arrive, d'une façon ou d'une autre, à construire le triangle $T(t')=(a'b'c')$ de la $FLTI$ tel que $S(T(t'))=S(T(t))$, le triangle de la $FLTI$ d'aire algébrique extremum sera le triangle $(uvw)$ où $u$ est le milieu de $aa'$, $v\ $ est le milieu de $bb'$, $w$ est le milieu de $cc'$.
    [large]Pourquoi?[/large]
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90070
  • Bonjour
    Je reprends ma construction du triangle d'une $FLTI$ d'aire algébrique extremum en faisant apparaître plus clairement ses éléments de réduction, (supposés être à distance finie), en utilisant largement les notations du glossaire de pldx1 qui ont le grand mérite d'être en ligne.
    Sur ma figure, on considère la $FLTI$ d'équicentre $E$ et de (centre aréolaire) ou centre des lenteurs $S$.
    Le point $\omega$ est le milieu de $ES$.
    $\Gamma$ est la conique inscrite de centre $\omega$.
    pldx1 l'appelle key conic c'est à dire conique clé, faute de mieux en français.
    Quant à moi, je l'avais appelée pendant des décennies, conique d'incidence.
    Le point de service de $\Gamma$ est l'unique point $\Omega$ tel que les triangles $ABC$ et $ES\Omega$ aient le même centre de gravité $G$.
    pldx1 l'appelle key point c'est à dire point clé quand je l'appelais centre des divisions (semblables).
    Le perspecteur $\Omega'$ de $\Gamma$ est donc le point isotomique de $\Omega$, ce qui donne une construction simple des points de contact $p$, $q$, $r$ de $\Gamma$ avec les côtés du triangle $ABC$.
    $\Delta$ est la (défunte) polaire de l'équicentre $E$ par rapport à $\Gamma$.
    $\alpha=\omega p\cap \Delta$, $\beta=\omega q\cap \Delta$, $\gamma=\omega r\cap \Delta$
    $u=E\alpha\cap BC$, $v=E\beta\cap CA$, $w=E\gamma\cap AB$.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    Evidemment, cette construction est compliquée et je ne l'ai pas trouvée par hasard.
    Sans doute peut-on faire mieux, avis aux amateurs!
    Ceci me donne l'idée du problème inverse.
    On se donne un triangle $abc$ inscrit dans le triangle $ABC$.
    Déterminer les $FLTI$ dont $abc$ est le triangle d'aire algébrique extremum.
    On peut déjà s'entraîner avec les $FLTI$ de triangles podaires. Cela ne mange pas de pain!
    Enfin on peut supposer qu'on travaille dans le plan euclidien et invoquer les mânes de Pythagore. Va-t-il nous sauver des infects marécages affines?
    La $FLTI$ se décrit alors via des similitudes directes et il existe sans doute une construction simple (à trouver) du triangle extremum $uvw$ ne faisant intervenir que ces centres, des droites et le cercle de similitude!
    L'idée serait de donner une construction simple du point de Miquel du triangle $uvw$ dans le triangle $ABC$ dont on sait qu'il se trouve sur le cercle de similitude!
    On éviterait ainsi d'utiliser des coniques dont plus personne ne connaît la théorie!90072
  • Bonjour à tous
    Comme je l'ai dit dans ce message, il y a un cas particulièrement simple et assez général où la construction du triangle extremum $uvw$ est immédiate.
    La figure ci-dessous montre une $FLTI$ où l'équicentre $E$ (et donc le centre aréolaire $S$) sont extérieurs à la conique d'incidence ( key conic ou conique clé).
    Les tangentes issues de $S$ à $\Gamma$ coupent les côtés du triangle $ABC$ suivant deux triangles aplatis $abc$ et $a'b'c'$ de la $FLTI$.
    D'après ce que j'ai dit dans le message précité, le point $u$ est le milieu de $aa'$, le point $v$ est le milieu de $bb'$, le point $w$ est le milieu de $cc'$.
    Inversement, le triangle extremum $uvw$ étant donné, trouver toutes les $FLTI$ (sous la forme $\big((abc), (a'b'c')\big)$ de leurs deux triangles aplatis) admettant le triangle $uvw$ pour triangle d'aire algébrique extremum.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    Il est intéressant de voir ce que cela donne dans le cas des triangles podaires!90090
  • Bonjour à tous
    Il n'y a pas besoin d'être un spécialiste des $FLTI$ pour comprendre ce problème!
    Sur la figure ci-dessous, on se donne le triangle inscrit $uvw$ dans le triangle $ABC$.
    Ensuite on se donne la transversale (ou ménélienne, c'est plus poétique!), $L=abc$.
    Enfin, on prend les symétriques: $a'$ de $a$ par rapport à $u$, $b'$ de $b$ par rapport à $v$, $c'$ de $c$ par rapport à $w$.
    Comme on le constate, les points $a'$, $b'$, $c'$ n'ont aucune raison divine ou humaine d'être alignés.
    La question est donc, comment choisir la transversale ou ménélienne $L$ pour qu'il en soit ainsi?
    C'est donc bien un exercice pour les sectateurs de triplets de points alignés.
    On sent bien que compte tenu de la vacuité de nos programmes, cela va être une fois de plus atroce!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90092
  • Bonjour à tous
    Rien que pour vous prouver la puissance des logiciels de géométrie dynamique que nous avons actuellement à notre disposition, (en pure perte puisque la géométrie a disparu!), j'ai tenu avant tout calcul que ce soit à faire la figure!
    Le lieu de l'équicentre $E=L\cap L'$ est une conique circonscrite au triangle $uvw$, tracée en bleu.
    L'enveloppe des ménéliennes $L=(abc)$ et $L'=(a'b'c')$ semble être une quartique, tracée en rouge.
    J'espère que cela vous motivera à vous lancer dans des calculs, utilisant sans doute de façon grandiose les anneaux de polynômes si populaires aujourd'hui chez nos agrégatifs et que je n'aurais pas à attendre onze ans pour en voir le résultat car je serais alors centenaire!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90098
  • Bonjour à tous
    Comment m'y suis-je pris pour faire la figure sans me lancer dans le moindre calcul nauséabond?
    Une petite énigme dans cet exercice!
    Je me donne le point $a\in BC$. Son symétrique $a'$ par rapport à $u$ est donc connu.
    Ensuite je prends une transversale ou ménélienne variable $L=abc$ passant par $a$ et je trace le point $b'$ symétrique de $b$ par rapport à $v$ et le point $c'$ symétrique de $c$ par rapport à $w$.
    J'ai tracé en rouge la droite $b'c'$ qui, on l'a vu, n'a aucune raison de passer par $a'$.
    Que peut-on en dire néanmoins?
    C'est là que la défunte théorie des coniques projectives intervient.
    La correspondance $b'\iff c'$ est homographique et par suite la droite $b'c'$ enveloppe une conique $\gamma_a$ quand la droite $L$ pivote autour du point $a$.
    On se doute bien que le tracé de $\gamma_a$ est essentiel pour la suite et qu'on ne peut se contenter des béotiennes classifications des coniques pour ce faire.
    J'ai donc tracé ma conique $\gamma_a$ le plus soigneusement possible!
    Comment ai-je alors continué?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90102
  • Bonjour à tous
    La suite est d'une simplicité biblique.
    On mène les tangentes à la conique $\gamma_a$ issues de $a'$ pour récupérer les transversales ou ménéliennes $L'_1=a'b'_1c'_1$ et $L'_2=a'b'_2c'_2$ puis les transversales ou ménéliennes associées passant par $a$: $L_1=ab_1c_1$ et $L_2=ab_2c_2$ puis les équicentres $E_1=L_1\cap L'_1$ et $E_2=L_2\cap L'_2$.
    Mon logiciel me fournit gracieusement l'outil des tangentes issues d'un point à une conique.
    Qu'en est-il de GeoGebra à ce sujet?
    On trace alors le lieu des points $E_1$ et $E_2$ quand le point $a$ décrit la droite $BC$ pour obtenir cette belle conique bleue dont on peut affiner le tracer en dessinant la conique passant par les cinq points $u$, $v$, $w$, $E_1$, $E_2$.
    Mon logiciel me permet même quelques fantaisies supplémentaires.
    Par exemple, il trace les droites invariantes de l'application affine $ABC\mapsto uvw$.
    Je constate alors sans trop de surprise qu'elles sont parallèles aux asymptotes de la conique bleue!
    GeoGebra est-il capable du même exploit?
    Je vous conseille maintenant de regarder deux cas particuliers où les calculs, (que personne sans doute ne fera avant que je sois centenaire), se simplifient énormément:
    1° Le triangle $uvw$ est le triangle médial du triangle $ABC$.
    2° Les points $u$, $v$, $w$ sont alignés, (trois points alignés n'est-ce pas déjà le super-pied?).
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90134
  • Bonjour à tous
    Le cas particulier 1° est particulièrement intéressant!
    C'est celui où le triangle $uvw$ est le triangle médial $A'B'C'$.
    Etant donné une transversale ou ménélienne $L=abc$, les points $a'$, symétrique de $a$ par rapport à $A'$, $b'$ symétrique de $b$ par rapport à $B'$, $c'$ symétrique de $c$ par rapport à $C'$ sont automatiquement alignés sur une transversale ou mélénienne $L'=a'b'c'$ et appelée droite isotomique de $L$ par rapport au triangle $ABC$.
    C'est vraiment le super-pied pour un sectateur de triplets de points alignés.
    On a souvent parlé de cette configuration ici- même mais aujourd'hui on va particulièrement s'y intéresser du point de vue de la théorie des $FLTI$.
    Quels sont les éléments de réduction de cette $FLTI$: équicentre, centre aréolaire, centre des divisions ou key point=point clé, conique d'incidence ou key conic=conique clé, triangle des graphes, etc...
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90166
  • Bonjour à tous
    Je partage l'avis de Soland en contemplant une figure de géométrie: beauté.
    Dans ce fil sur les $FLTI$ des triangles podaires, élargi onze ans après à toutes les $FLTI$ affines, on la trouve à chaque instant.
    Par exemple si on se donne le point $E$, se pose naturellement le problème de la construction des droites isotomiques passant par ce point.
    C'est un vieux problème dont nous avons souvent parlé et chaque fois, c'est le même plaisir de le redécouvrir comme si on réécoutait constamment le même morceau d'Albinoni ou de Mozart.
    Vous êtes devant votre feuille de papier blanc à l'ancienne et là ce n'est pas de la tarte ou bien devant votre console avec votre logiciel de géométrie favori et là c'est fastoche et vous devez tracer les isotomiques passant par un point.
    Les données sont donc un triangle $ABC$ et un quatrième point, appelez le comme vous voulez, $M$ou $E$
    Nos anciens en bavaient mais ils y arrivaient après avoir troué maintes fois leur feuille, aujourdh'ui on obtiendrait le même résultat en quelques clics si la géométrie n'avait pas disparu.
    La première figure montre comment faire!
    On trace en rouge la conique de centre $M$ passant par $ABC$, c'est assez facile quand votre logiciel dispose de l'outil, conique passant par cinq points.
    Les isotomiques sont alors les asymptotes de cette conique. Là aussi c'est facile à tracer quand votre logiciel sait mener les tangentes issues d'un point à une conique puisque les asymptotes d'une conique sont les tangentes issues du centre.
    Donc grosso modo, on y arrive en deux clics
    Je ne vous dis pas le mal que se donnaient nos anciens pour arriver au même résultat, il faudrait relire tout le cours de Bruno sur les coniques pour ce faire.
    La seconde figure est plus subtile car elle suggère la région où doit se trouver le point $M$ pour que les isotomiques qui y passent soient réelles.
    En chaque point du plan, on définit deux directions à savoir celles des isotomiques par ce point. Donc on se retrouve avec deux champs de direction et on trace leurs flots.
    C'est très facile quand non seulement on sait écrire des équations différentielles mais en plus, en plus on sait les intégrer.
    En principe c'est dans nos programmes mais en réalité ce n'est nulle part sauf sur notre forum!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90188
    90190
  • Bonsoir
    Voici cette $FLTI$ dans toute sa splendeur.
    Tout d'abord comme le triangle médial est un triangle de la $FLTI$, ceci implique que le triangle des graphes est circonscrit au triangle médial.
    D'autre part le centre aréolaire $S$ est l'image de l'équicentre $E$ dans l'application affine $A'B'C'\mapsto ABC$.
    Comme c'est l'homothétie de centre le centre de gravité $G$ et de rapport $-2$, $S$ est l'anticomplément de $E$ dans le jargon des sectateurs de la géométrie du triangle.
    Il en résulte alors que $E=\Omega$, le centre des divisions ou key point=point clé.
    Le triangle des graphes $A''B''C''$ est l'image du triangle médial $A'B'C'$ dans l'homologie de pôle $E$, d'axe la polaire trilinéaire de $E$ par rapport au triangle médial et de birapport $-\frac 12$.
    C'est le pied pour les adorateurs des triplets de points alignés.
    Enfin le triangle des graphes est circonscrit à la conique d'incidence ou key conic= conique clé.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90214
  • Bonsoir
    Un petit rappel:
    Sur ma figure, on se donne un triangle $ABC$ et un triangle inscrit $uvw$.
    Expérimentalement, j'avais trouvé sans calcul que le lieu des équicentres des $FLTI$ admettant le triangle $uvw$ comme triangle d'aire algébrique d'aire extremum était une conique circonscrite au triangle $uvw$.
    Je précise maintenant cette conique.
    Sa construction est particulièrement simple puisque vous l'avez sous les yeux.
    C'est la conique circonscrite à l'hexagone $uw'vu'wv'u$.
    Etonnant, non?
    Encore faut-il le prouver!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90250
  • Bonjour à tous
    Je reprends ma figure précédente.
    Je choisis un équicentre $E$ sur la conique $\gamma$ circonscrite à l'hexagone $uw'vu'wv'u$.
    Le centre aréolaire $S$ est l'image de $E$ par l'application affine $uvw\mapsto ABC$.
    Je trace la conique d'incidence ou key conic= conique clé $\Gamma$ qui n'est autre que la conique inscrite dans le triangle $ABC$ de centre $O$ le milieu de $ES$.
    Je mène par $E$ les tangentes à $\Gamma$ pour obtenir les transversales $L=(abc)$ et $L'=(a'b'c')$ telles que $u$ est le milieu de $aa'$, $v$ est le milieu de $bb'$, $w$ est le milieu de $cc'$.
    Après cela, il est difficile de ne pas dire merci à la théorie des $FLTI$!
    Cette construction tombe en défaut dans le cas particulier n°1 où $uvw$ est le triangle médial mais qu'en est il du cas particulier n°2 où les points $u$, $v$, $w$ sont alignés?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90262
  • Bonjour
    On est ainsi amené à s'intéresser à ces coniques hexagonales.
    La figure ci-dessous montre une $FLTI$ de centre aréolaire $S$ et d'équicentre $E$.
    J'ai tracé un triangle $T=(abc)$ de cette $FLTI$ et la conique $\Gamma_T$ associée.
    On obtient ainsi une famille de coniques $\Gamma_T$ où $T$ décrit les triangles de la $FLTI$.
    Que peut-on dire de cette famille, a priori rien de simple quand on trace en rouge l'enveloppe de cette famille.
    Par contre $f_T$ étant l'application affine $abc\mapsto ABC$, j'ai tracé la conique $\Gamma'_T=f_T(\Gamma_T)$.
    Cette conique passe évidemment par les points $A$, $B$, $C$ mais elle passe aussi par un quatrième point.
    Ces coniques $\Gamma'_T$ forment donc un défunt faisceau linéaire de coniques!
    Identifier ce quatrième point!!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90272
  • Bonjour
    Voilà la figure que j'ai en tête!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90274
  • Bonsoir à tous
    C'est bizarre d'avoir retrouvé ce vieux fil!
    Je ne me doutais pas alors que je serais encore là onze ans plus tard pour continuer à errer sur les sentiers d'une géométrie perdue.
    Pour boucler la boucle, je viens de regarder ce que donnent mes divagations actuelles sur les $FLTI$ des triangles podaires.
    Les coniques $\Gamma_T$ et $\Gamma'_T\ $ sont équilatères!
    Etonnant, n'est-il pas?
    Que se passe-t-il quand la droite $L$ est un diamètre du cercle circonscrit au triangle $ABC$?
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90292
  • Bonjour à tous
    Voilà ce qui se passe quand $L$ est un diamètre du cercle circonscrit au triangle $ABC$.
    Les hyperboles équilatères $\Gamma'_T$ ne dépendent pas de $T$.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90290
  • Bonjour
    Je crois que ce point $\Phi$ joue un rôle important dans la description de la $FLTI$ de centre aréolaire $S$ et d'équicentre $E$.
    En effet, je subodore qu'en général ce point $\Phi$ est l'unique point du plan tel que pour tout triangle $T=(abc)$ de la $FLTI$, les parallèles issues de $a$ à la droite $A\Phi$, de $b$ à la droite $B\Phi$, de $c$ à la droite $C\Phi$ sont concourantes en un point $m$ dont le lieu est une droite $L$.
    Je n'ai mis en général que pour appliquer le principe de précaution!
    On a une sorte de génération de cette $FLTI$ qui ressemble beaucoup à celles des $FLTI$ de triangles podaires.90298
  • Bonjour à tous
    Et j'ai bien fait de dire en général car j'ai trouvé des $FLTI$ particulières admettant une infinité de générations du genre podaire affine.Par contre je ne sais pas s'il y en a d'autres.
    Il faudrait faire des calculs et je ne suis pas très doué pour les faire.
    J'explique un peu ma figure tracée dans le plan affine.
    L'Axiome de Pythagore m'a laissé tomber, sniff

    Dis, quand reviendras-tu?
    Dis, au moins le sais-tu?
    Que tout le temps qui passe ne se rattrape guère
    Que tout le temps perdu
    Ne se rattrape plus


    Je suis parti d'un triangle $ABC$ et d'un point $H$ quelconque mais qui dans ma tête avait vocation de jouer le rôle d'orthocentre.
    $O$ est le complément de $H$ dans le triangle $ABC$ et j'ai tracé la conique circonscrite au triangle $ABC$ sur laquelle j'ai choisi un point $S$ qui sera notre centre aréolaire.
    J'ai ensuite tracé le complément $E$ de $S$ qui sera notre équicentre.
    J'ai tracé deux triangles $T=(abc)$ et $T'=(a'b'c')$ de notre $FLTI$.
    J'ai tracé en rouge la conique hexagonale $\Gamma_T$ circonscrite à l'hexagone $a\gamma b\alpha c\beta a$.
    J'ai ensuite tracé en bleu la conique $\Gamma'_T$, image de $\Gamma_T$ par l'application affine $abc\mapsto ABC$.
    Cette conique ne dépend pas de $T$ et c'est en fait la conique circonscrite au triangle $ABC$ de perspecteur $S''$ le complément de l'isotomique de $S$ dans le triangle $ABC$.
    J'ai choisi ensuite un point $\Phi$ quelconque sur $\Gamma'_T$.
    Les parallèles issue de $a$ à $A\Phi$, de $b$ à $B\Phi$, de $c$ à $C\Phi$ sont alors concourantes en un point $M(\Phi)$.
    Trois droites concourantes, vous rendez-vous compte, n'est-ce pas le super-pied?
    Quand le triangle $T$ varie dans la $LFTI$, le lieu de $M(\Phi)$ est une droite $L(\Phi)$ dont on pourrait dire bien des choses!
    Quand le point $\Phi$ varie sur $\Gamma'_T$, le lieu de $M(\Phi)$ est la conique hexagonale $\Gamma_T)$.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90304
  • Bonsoir à tous
    Voici une construction simple datant de plusieurs décennies de ce fameux point $\Phi$ que j'appelais à l'époque centre podaire affine, faute de mieux.
    Je me donne donc une $FLTI$ sur le triangle $ABC$ de centre aréolaire $S$ et d'équicentre $E$.
    Soit $T=(abc)$ un triangle de la $FLTI$.
    Je trace la conique hexagonale $\Gamma_T$ associée au triangle inscrit $T$ ainsi que la conique temporelle $\gamma_T$ associée à ce même triangle.
    Elles se recoupent en général en un quatrième point $M$.
    Vous voyez alors la construction simple du point $\Phi$ sur ma figure:
    $A\Phi\parallel aM$, $B\Phi\parallel bM$, $C\Phi\parallel cM$.
    Les cas particuliers à chercher sont donc les $FLTI$ pour lesquelles les coniques hexagonales et temporelles coïncident.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    Pour une définition de la conique temporelle que j'avais appelée conique divisionnaire pendant tout ce temps là, voir le glossaire de pldx1, page 237.90312
  • Bonjour à tous
    Je n'ai pas fait les calculs certainement indigestes mais j'ai pu prouver avec mon logiciel que les $FLTI$ pour lesquelles les coniques hexagonales et les coniques divisionnaires ou temporelles coïncident sont celles pour lesquelles l'équicentre est le complément du centre aréolaire $S$ c'est à dire celles pour lesquelles le triangle médial est un triangle de la $FLTI$.
    Ceci équivaut à dire que le centre divisionnaire ou key point=point clé coïncide avec l'équicentre!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90320
  • Bonjour à tous
    Les figures précédentes ont été faites avec $E$ et $S$ à distance finie.
    La figure ci-dessous montre ce qui se passe pour une $FLTI$ dont l'équicentre et le centre aréolaire sont à l'infini dans une direction $\delta$ et dont les coniques hexagonales et les coniques divisionnaires ou temporelles coïncident.
    Le triangle médial $A'B'C'$ fait partie de la $FLTI$.
    L'aire des triangles $abc$ de la $FLTI$ est constante:
    $$S(a,b,c)=S(A',B',C')=\dfrac 14S(A,B,C)$$
    La conique hexagono-temporelle est la parabole circonscrite au triangle $abc$ et de direction asymptotique $\delta$.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90328
  • Bonjour à tous
    J'ai repris la figure précédente de notre $FLTI$ dont j'ai tracé un triangle $T=(abc)$ et en rouge sa conique hexagono-temporelle.
    $f_T$ est toujours l'application affine $abc\mapsto ABC$
    J'ai tracé en bleu l'image par $f_T$ de cette conique rouge. C'est donc une parabole circonscrite au triangle $ABC$ et de direction asymptotique $\delta$ car on sait que $\delta$ est un sous-espace propre de $f_T$, pour quelle valeur propre au fait?.
    Cette parabole bleue ne dépend donc pas de $T$!
    J'ai choisi dessus un point quelconque $\Phi$ qui me définit les trois directions $(A\Phi,B\Phi,C\Phi)$.
    Les parallèles respectives issues de $a$ à $A\Phi$, de $b$ à $B\Phi$, de $c$ à $C\Phi$ sont concourantes en un point $m(\Phi)$ situé sur la parabole hexagono-temporelle rouge de $T$, le lieu du point $M(\Phi)$ étant une droite $L(\Phi)$ quand $T$ varie dans la $FLTI$.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90332
  • Bonjour à tous
    Comme c'est dans ce fil vieux de onze ans que j'ai proposé ma construction d'un triangle podaire du triangle $ABC$ directement semblable à un triangle $A'B'C'$, il me semble logique de répondre là aux questions de Poulbot posées dans ce fil:
    Un énoncé ambigu
    Je rappelle ma construction donnée au début de ce fil mais je la reformule dans le cadre idoine de la géométrie circulaire:
    Il s'agit de construire le point $P$ dont le triangle podaire par rapport au triangle $ABC$ est directement semblable au triangle $A'B'C'$.
    On construit le point $A''$ tel que le triangle $A''BC$ soit indirectement semblable au triangle $A'B'C'$
    Le point $P$ est alors l'image du point $A''$ dans la transposition circulaire de point central $A$ échangeant $B$ et $C$ c'est à dire dans l'inversion algébrique de pôle $A$ échangeant $B$ et $C$.
    La démonstration exigée par Poulbot demande d'utiliser les différentes propriétés d'invariance d'un élément du groupe circulaire.
    Il me semble que c'est comme cela et non autrement qu'on doit faire de la géométrie!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus90528
  • Bonsoir
    Il faudrait déjà expliquer pourquoi ma construction marche. Logiquement j'ai dû le faire dans un autre fil précédant celui ci mais pour le moment j'ai la flemme de le rechercher.
    Il n'est pourtant pas très difficile de la justifier à condition de se rappeler les propriétés du groupe circulaire.
    Ce dernier possède un sous-groupe d'indice $2$ formé des transformations circulaires directes.
    Celles-ci ont le bon gout de conserver le birapport de quatre points, noté $(A,B,C,D)$ qui est un nombre complexe.
    Le module de $(A,B,C,D)$ est $\dfrac{CA}{CB}:\dfrac{DA}{DB}$ et son argument est:$(\overrightarrow{CA},\overrightarrow{CB})-(\overrightarrow{DA},\overrightarrow{DB})$
    Ainsi si $f$ est une transformation circulaire directe et si on note les images $A'=f(A)$, $B'=f(B)$, $C'=f(C)$, $D'=f(D)$, l'égalité entre birapports:
    $$(A,B,C,D)=(A',B',C',D')$$
    se traduit par les deux égalités:
    $$\dfrac{CA}{CB}:\dfrac{DA}{DB}=\dfrac{C'A'}{C'B'}:\dfrac{D'A'}{D'B'}$$
    $$(\overrightarrow{CA},\overrightarrow{CB})-(\overrightarrow{DA},\overrightarrow{DB})=(\overrightarrow{C'A'},\overrightarrow{C'B'})-(\overrightarrow{D'A'},\overrightarrow{D'B'})$$
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    On ne peut pas dire que les choses soient simples aussi bien pour les longueurs que pour les angles mais la vie est ainsi faite et il va falloir faire avec.
    Il n'y a ni conservation des longueurs ni conservation des angles mais la conservation de ces deux quantités un peu compliquées.
    Et pourtant une transformation circulaire directe conserve quand même les angles. Ca vous en bouche un coin!!
    Encore un autre casse tête qu'on a plus besoin d'expliquer puisque le groupe circulaire a heureusement disparu de la circulation mais que je vous expliquerai quand je serai dans les bonnes dispositions.
  • Bonjour à tous
    En géométrie circulaire, on ne travaille pas vraiment dans le plan euclidien mais dans le plan euclidien auquel on a rajouté un point à l'infini, noté traditionnellement $\infty$.
    Nos amis anglais parlent alors d'extended plane, chez nous on dirait plutôt: plan circulaire ou plan analagmatique ou plan inversif ou plan conforme, etc..mais pourquoi se casser la tête puisque tout a disparu.
    Quoiqu'il en soit le point $\infty$ est un point comme un autre et on a besoin d'évaluer des birapports comme $(A,B,C,\infty)$.
    La réponse est simple:
    le module de $(A,B,C,\infty)$ est $\dfrac{CA}{CB}$ et son argument est $(\overrightarrow{CA},\overrightarrow{CB})$
    Maintenant nous sommes parfaitement outillés pour découvrir les rapports existants entre triangles podaires et géométrie circulaire.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonsoir
    J'explique maintenant pourquoi une transformation circulaire conserve les angles.
    C'est en fait une propriété de géométrie différentielle.
    Tout simplement les transformations circulaires sont de classe $\mathcal C^1$ (et même $\mathcal C^{\infty}$).
    La différentielle en un point d'une transformation circulaire est une similitude (directe pour les transformations circulaires directes et indirecte pour les transformations circulaires indirectes), c'est incroyable comment les choses sont bien faites!!
    Et comment le démontre-t-on, me direz vous?
    Eh bien il suffit de regarder le cas des inversions qui sont les générateurs de ce groupe et de montrer que la différentielle en un point d'une inversion est une similitude indirecte et ce en toute dimension!!
    Puis on applique la fameuse chain rule de nos amis anglais!
    Allez au boulot, exécution dans les délais les plus brefs!
    Mais le calcul différentiel est-il encore au programme?
    Je n'en sais rien et je n'en ai rien à cirer!
    Application immédiate:
    Justifier ma construction du triangle podaire semblable à un triangle donné.
    C'est facile avec ce que j'ai raconté dans le fil:

    Triangles podaires et géométrie circulaire

    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonne Nuit et faites de beaux rêves
    Voici une figure illustrant la conservation des angles en géométrie circulaire
    A gauche on a un point $m$ et deux arcs paramétrés $\gamma_1$ et $\gamma_2$ de classe $\mathcal C^1$ passant par $m$.
    J'ai tracé les tangentes $T_1$ et $T_2$ correspondant aux deux arcs au point $m$
    Je transforme cette figure par une transformation circulaire directe $f$.
    On obtient deux arcs paramétrés: $\gamma'_1=f(\gamma_1)$ et $\gamma'_2=f(\gamma_2)$ de classe $\mathcal C^1$ passant par $m'=f(m)$.
    J'ai tracé les tangentes $T'_1$ et $T'_2$ correspondant à ces deux deux arcs au point $m'$
    Dire que $f$ conserve les angles au point $m$ signifie qu'on a l'égalité suivante entre angles orientés de droites:
    $$(T_1,T_2)=(T'_1,T'_2)$$
    Preuve
    Soit $g$ l'application affine tangente de $f$ au point $m$ c'est à dire l'application affine envoyant $m$ sur $m'$ et de partie linéaire $df(m)$.
    Comme $df(m)$ est une similitude vectorielle directe, $g$ est une similitude affine directe.
    D'autre part: $T'_1=g(T_1)$ et $T'_2=g(T_2)$.
    L'égalité $(T_1,T_2)=(T'_1,T'_2)$ résulte alors du fait que $g$ est une similitude directe.
    Si $f$ est une transformation circulaire indirecte, le même raisonnement montre que:
    $$(T_1,T_2)=-(T'_1,T'_2)$$
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    Il est amusant de comparer cette bourbakisterie avec ce que fait le Lebossé-Hémery avec les inversions90568
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