Deux triangles équilatéraux

Bonjour,

L'équilatéral est tendance. Voici deux spécimens égaux. Déterminer la longueur d'un côté.
Bon courage !117270

Réponses

  • Pas de doute, c'est bien de la géométrie.
  • Bonjour ,
    j'ai remarqué un angle qui semble droit mais n'arrive pas à m'en servir pour la construction .
    Peut être en résolvant quelques équations ?
    Cordialement117292
  • Oui fm_31, cet angle semble droit. Je ne l'avais pas remarqué et ça m'étonne.
    GeoGebra le confirme mais cela reste bien sûr à prouver.
  • Bonjour,

    Pour en avoir le coeur net j'ai fait les calculs (il ne s'agit jamais que d'intersections de cercles).
    La longueur du côté est $\frac{1}{6} \; \sqrt{6 \; \left(27-\sqrt{141} \right)}$.
    Et l'angle signalé par fm_31 est bel et bien droit !
  • Autre particularité : la médiatrice de DH coupe AE en son milieu

    mais ça ne m'aide pas non plus à faire la construction . Est-elle possible ?117330
  • Bravo pour cette nouvelle propriété !

    Et bien sûr qu'elle est possible cette construction, puisque la longueur du côté d'un triangle l'est. Mais si tu en cherches une simple, ben ça va être compliqué.. On peut cependant partir d'une expression du sextuple de la longueur de ce côté : $$\sqrt{81+42\sqrt{3}}-\sqrt{81-42\sqrt{3}}$$
    On trace alors un triangle équilatéral de côté $42$, etc.

    On peut aussi chercher, comme tu l'as fait, d'autres propriétés de la figure, mais pas sûr qu'on trouve..117332
    42r3.jpg 124.7K
  • Autre propriété : le symétrique de $H$ par rapport à $M$ est sur $[AD]$.
  • Mon cher Ludwig
    J'aurais bien aimé voir tes calculs même s'il ne s'agit jamais que d'intersections de cercles comme tu le dis si bien
    On est donc bien obligé de te croire sur parole pour la valeur du résultat que tu as trouvée.
    Je vais te dire la méthode que j'ai suivie pour calculer cette maudite longueur.
    J'ai évalué de deux façons différentes la longueur $AD$ en me servant des deux formules de [large]ce message[/large].
    Mais pris subitement d'une flemme monumentale due à mon grand âge, je n'ai pas le courage de résoudre l'équation que j'ai trouvée:
    $$S(1,2,x)+S(3,4,x)=\dfrac 5{\sqrt 3};
    \qquad$$ Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour,

    j'ai retrouvé la valeur donnée par Ludwig.

    Je note x = c2 et y = d2.
    J'applique la formule de Cayley-Menger dans le tétraèdre aplati ABCD puis dans le tétraèdre aplati ADEF ; leur volume est nul.
    Il vient successivement:
    -2x3 + (2y + 10)x2 + (-2y2 + 10y - 26)x = 0 pour ABCD.
    -2x3 + (2y + 50)x2 + (-2y2 + 50y - 386)x = 0 pour ADEF.
    Par soustraction terme à terme, il vient 40x2 + 40yx - 360x = 0 soit 40x(x + y - 9) = 0; j'en déduis y = 9 - x ce qui montre que le triangle ADF est rectangle en D.
    En remplaçant y par 9 - x dans le déterminant de Cayley-Menger, il vient l'équation -6x3 + 54 x2 - 98 x = 0 dont la résolution aisée redonne la valeur de Ludwig.
    Bien cordialement.
    kolotoko
  • Bonjour,

    Merci kolotoko, ça va me donner l'occasion de regarder cette formule de Cayley-Menger que je ne connaissais pas (il va falloir que j'arrête de montrer toute l'étendue de mon ignorance..).

    $S(1,2,x)$ désigne l'aire du triangle de côtés $1$, $2$ et $x$ c"est bien ça pappus ?
    Pourquoi a-t-on alors $S(1,2,x)+S(3,4,x)=\dfrac 5{\sqrt 3}$ ?

    Le sextuple de la longueur $AD$ vaut $\sqrt{81+42\sqrt{3}}+\sqrt{81-42\sqrt{3}}=\sqrt{6 \; \left(\sqrt{141} + 27 \right)}$.
  • Bonjour,

    on construit assez facilement la figure.

    Sauf erreur la distance de D au côté AF est égal à la hauteur du triangle équilatéral de côté 14/9.

    Bien cordialement.

    kolotoko
  • Bonjour Ludwig
    Oui, la notation $S(a,b,c)$ désigne l'aire du triangle de côtés $(a,b,c)$.
    Examine la figure initiale que je suis bien en peine de reproduire pour le moment.
    J'adopte les notations de fm_31 dans [large]ce message[/large]
    Le triangle $ABC$ est le triangle de Napoléon externe construit sur le coté $BC$ du triangle $DBC$ de côtés $(1,2,x)$
    Donc $AD^2$ est donné par la formule:
    $$AD^2=\dfrac{1^2+2^2+x^2+4S(1,2,x)\sqrt 3}2$$
    De même le triangle $DEF$ est le triangle de Napoléon interne construit sur le côté $EF$ du triangle $AEF$. de côtés $(3,4,x)$.
    Donc $AD^2$ est donné par la formule:
    $$AD^2=\dfrac{3^2+4^2+x^2-4S(3,4,x)\sqrt 3}2$$
    En égalant les deux valeurs de $AD^2$, on tombe sur l'équation que j'ai écrite.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    PS
    Il ne reste plus qu'à espérer qu'on retrouve ta solution!
    La méthode de kolokoto devrait faire plaisir à Soland très friand des déterminants de Cayley-Menger
  • La constatation de kolotoko conduit effectivement à une construction assez simple117364
  • La fin de la construction se simplifie si on s'appuie sur la constatation que les milieux des segments 1 , 2 , 3 et 4 sont cocycliques sur un cercle centré au milieu de AD117366
  • Épatante cette nouvelle cocyclicité !
    Je conjecture que c'est toujours le cas, c'est-à-dire que ces $4$ milieux sont cocycliques, avec le centre du cercle au milieu de $[AD]$, quelles que soient la longueur des barres $BD$, $CD$, $AF$ et $AE$.
  • En voilà deux qui se distinguent. Je doute qu'on puisse trouver deux triangles équilatéraux égaux dont les distances des sommets de l'un aux sommets de l'autre sont toutes entières.117374
    6c.jpg 210.2K
  • Ta construction simplifiée n'est pas correcte fm_31, car le milieu du segment $[CD]$ n'appartient pas au cercle de diamètre $[AF]$.
    Mais $C$ est sur la perpendiculaire à $(BD)$ passant par le centre du cercle des quatre milieux (faux en général).
  • Le cercle de diamètre AF est en réalité un cercle de centre M et de rayon 3/2 . il sert à construire les points A et F . Le fait qu'il ne passe pas par le milieu de CD n'a aucune importance . J'aurais dû ne tracer que la partie inférieur .
    Voir détail de la construction dans fichier .ggb joint
  • Bonjour,
    le fait que les milieux soient cocycliques me fait penser à un article concernant Miguel Ochoa Sanchez...

    https://jl.ayme.pagesperso-orange.fr/vol70.html Geométrie et spiritualité p. 11

    Sincèrement
    Jean-Louis
  • question :
    les points milieux déterminent-ils un trapèze?

    Sincèrement
    Jean-Louis
  • Oui Jean-Louis, j'en ai bien l'impression. Par conséquent la droite passant par l'intersection $K$ des deux autres côtés de ce trapèze et le centre du cercle des $4$ milieux est perpendiculaire aux côtés parallèles du trapèze.
    De plus cette intersection $K$ est équidistante des milieux des barres $BD$ et $AE$ (et donc aussi des milieux des barres $CD$ et $AF$).117390
  • Bonjour Ludwig,
    pour aller plus loin (si nous avons bien un trapèze isocèle avec un axe de symétrie), je fais le lien avec le principe de Curie
    que l'ai un peu développé

    http://jl.ayme.pagesperso-orange.fr/vol30.html le cercle de Puissant p. 13...

    Aux symétries brisées que nous rencontrons à l'extérieur ne sont que le reflet brisé de symétries intérieures...

    Sincèrement
    Jean-Louis
  • Merci Jean-Louis je vais regarder.
    Dans le cas $(1,2,3,4)$ le rapport de l'homothétie de centre $K$ transformant le côté $[MN]$ du trapèze en son côté parallèle est $\frac{1}{5}$.
  • J'ai surtout lu ton intéressante méditation métaphysique. Qui est en même temps très belle. Merci !

    Pour la symétrie de la figure de ce fil, elle n'est pas seulement relative au trapèze : on peut passer d'un triangle équilatéral à l'autre en faisant une translation portée par l'axe de symétrie du trapèze suivie d'une symétrie axiale par rapport à cet axe.117408
    axe.PNG 47.2K
  • Bonjour,

    Ludwig, le rapport d'homothétie de centre K dont tu parles ne serait-il pas 0,267949192... = 2 - 1,732050808 = sin(15°)/sin(75°) et non 1/5 = 0,2 ?

    Bien cordialement.

    kolotoko
  • J'ai vérifié, je trouve $0,2$ expérimentalement (voir figure jointe, je parle de $KG/KM$).
    Et si les longueurs des barres $BD$, $AE$, $CD$, $AF$ sont entières alors ce rapport est rationnel.
    Il serait donc intéressant de le calculer.
    2T5.ggb 32.6K
  • Bonjour,

    tu as raison !!

    je confirme la valeur 0,2 dans le cas des valeurs 1, 2, 3, 4.

    J'ai repris ma démonstration et je suis arrivé au rapport sin x / sin (60 + x) où x vaut 10°;89339465 (et non pas 15°) .

    10°,89339465 est la valeur de l'angle dont l'angle double 2x vérifie cos (2x) = 13/14.

    Les calculs reposent sur le fait que sin (BAD) = 1/7 ; voir le dessin de fm_31.

    Bien cordialement.

    kolotoko
  • Bonjour,

    il me semble bien qu'il existe la solution obtenue en changeant le signe - de la valeur donnée par Ludwig en le signe + ; je dis ça parce que l'équation 3x2 -27x + 49 = 0 a deux solutions.

    En ce cas le côté c des triangles équilatéraux vaut 2,54539986 et la distance d vaut 1,587747771 et on a toujours CD = 2; BD = 1; AE = 4; AF = 3 comme dans la première figure de fm_31.

    Le point D est situé à l'intérieur du triangle ABC.

    Si Ludwig pouvait confirmer cela en joignant la figure.

    Bien cordialement.

    kolotoko
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.