Repérage dans le plan (début)

Transcription

1 Repérage dans le plan (début) I/ Repère Def: un repère du plan est la donnée de trois points non alignés O, I et J. Def: si les axes ( OI ) et ( OJ ) sont perpendiculaires et si les distances OI et OJ sont égales, on dit que le repère ( O, I, J ) est orthonormé. Dans ce cas on dit que la distance OI est 1, et la distance OJ aussi. II/ Distance (ceci ne marche qu en repère orthonormé) Dans un repère orthonormé on donne les points ( 3 ; -5 ) et ( -2 ; 2 ). 7 Pour aller de à, on se déplace de 5 carreaux vers la gauche et de 7 vers le haut. Le triangle dessiné est rectangle. La distance est donc la longueur de l hypoténuse, elle est donnée par le théorème de Pythagore. 5 2 = = 74 donc = 74 8,6. III/ Milieux Soient ( 1 ; 3 ) et ( 7 ; 1 ). 3 M Les coordonnées du milieu M de [ ] sont ( 4 ; 2 ). 2 4 est la moyenne de 1 et de est la moyenne de 3 et de Prop: l abscisse de M est la moyenne des abscisses de et de. Prop: l ordonnée de M est la moyenne des ordonnées de et de.

2 IV/ Que faire avec des calculs de distances et de milieux? 1/ Montrer qu un triangle est isocèle Dans un repère orthonormé, on donne ( 2 ; 1 ) ; ( 6 ; 4 ) et ( 2 ; 6 ). est-il isocèle? alculons (dessin de gauche): 2 = = = 25 donc = 5. alculons : 2 = = = 20 donc = 20. = 5 (pas besoin d appliquer le théorème de Pythagore pour ça). Finalement, = donc est isocèle en / Montrer qu un triangle est rectangle Dans un repère orthonormé, on donne ( 1 ; 2 ) ; ( 2 ; 5 ) et ( 4 ; 1 ). est-il rectangle? 2 = = 10 2 = = 10 2 = = 20 donc = 2 donc est rectangle en.

3 3/ Montrer qu un point appartient à un cercle On reprend les points de l exercice 1: ( 2 ; 1 ) ; ( 6 ; 4 ) et ( 2 ; 6 ). appartient-il au cercle de centre passant par? Remarque: un cercle est un ensemble de points à égale distance du centre. Pour montrer que deux points appartiennent à un même cercle, il suffit donc de montrer qu ils sont à la même distance du centre. omme à l exercice 1, on montre que = donc appartient au cercle de centre passant par. 4/ Montrer qu un point appartient à un cercle On reprend les points de l exercice 2: ( 1 ; 2 ) ; ( 4 ; 1 ) et ( 2 ; 5 ). appartient-il au cercle de diamètre [ ]? Remarque: vous savez que si est rectangle en, alors appartient au cercle de diamètre []. omme à l exercice 2, on montre que est rectangle en donc appartient au cercle de diamètre [ ]. 5/ Montrer qu un point appartient à la médiatrice d un segment On reprend les points de l exercice 1: ( 2 ; 1 ) ; ( 6 ; 4 ) et ( 2 ; 6 ). appartient-il à la médiatrice du segment [ ]? Remarque: vous connaissez deux définition la médiatrice d un segment []: - l ensemble des points à égale distance de et de. - la droite perpendiculaire à [] qui passe par le milieu de [].

4 es deux définitions permettent de répondre à la question mais c est beaucoup plus facile avec la première définition. Il suffit de montrer que est à égale distance de et de. omme à l exercice 1, on montre que = donc appartient à la médiatrice de [ ]. 6/ Montrer qu un quadrilatère est un parallélogramme Dans un repère orthonormé, on donne ( - 2 ; 3 ) ; ( 2 ; 5 ) ; ( 3 ; 3 ) et D ( - 1 ; 1 ). D est-il un parallélogramme? D ttention, montrer que les côtés opposés sont de même longueur ne suffit pas. e que vous savez ne permet pas de montrer que des côtés sont parallèles. Il ne reste plus qu une méthode: montrer que les diagonales ont le même milieu. 2 3 Soit M le milieu de [ ]. M ( ; 3 3 ) = ( ; 3 ). Soit M le milieu de [ D ]. M ( 2 1 ; 5 1 ) = ( ; 3 ). [ ] et [ D ] ont donc le même milieu donc D est un parallélogramme. 7/ Montrer qu un quadrilatère est un rectangle Le quadrilatère de l exercice précédent est-il un rectangle? Vous avez trois définition d un rectangle (voir les rappels sur la géométrie du collège). Elles donnent trois démonstrations. a/ Un rectangle est un parallélogramme dont les diagonales ont la même longueur. On montre comme à l exercice 6/ que D est un parallélogramme. Ensuite on calcule la longueur des diagonales. = 5 et D 2 = = 25 donc D = 5. Finalement D est un parallélogramme dont les diagonales ont la même longueur donc D est un rectangle. b/ Un rectangle est un parallélogramme qui a un angle droit. On montre comme à l exercice 6/ que D est un parallélogramme. Ensuite on utilise la réciproque du théorème de Pythagore pour montrer que est rectangle en.

5 2 = = 20 2 = = 5 2 = 5 2 = 25 donc 2 = donc est rectangle en. Finalement D est un parallélogramme qui a un angle droit donc D est un rectangle. c/ Un rectangle est un quadrilatère qui a trois angle droits. Je crois que vous pouvez le faire. 8/ Montrer qu un quadrilatère est un losange Dans un repère orthonormé, on donne ( 2 ; 3 ) ; ( 1 ; 5 ) ; ( 0 ; 3 ) et D ( 1 ; 1 ). D est-il un losange? Les trois définitions d un losange donnent trois démonstrations. a/ 2 = = 5 ; 2 = = 5 D 2 = = 5 ; D 2 = = 5 Finalement, D est un quadrilatère qui a quatre côtés de même longueur donc D est un losange. D Pour les autres démonstrations, il faut montrer que D est un parallélogramme. Soit M le milieu de [ ]. M ( 2 0 ; 3 3 ) = ( 1 ; 3 ). 2 2 Soit M le milieu de [ D ]. M ( 1 1 ; 5 1 ) = ( 1 ; 3 ). 2 2 [ ] et [ D ] ont donc le même milieu donc D est un parallélogramme. b/ 2 = = 5 ; 2 = = 5 donc D est un parallélogramme qui a deux côtés consécutifs de même longueur donc D est un losange. c/ On peut aussi montrer que les diagonales sont perpendiculaires. On cherche les coordonnées de l intersection des diagonales (le milieu de l une d elle) et on montre que M est rectangle en M.