Bissectrice et coniques circonscrites — Les-mathematiques.net The most powerful custom community solution in the world

Bissectrice et coniques circonscrites

Bonsoir à tous,
Soit un triangle $ABC$, un point $P$ mobile sur la $A$-bissectrice intérieure, et les points $A'$, $B'$ et $C'$, symétriques de $P$ par rapport à $BC$, $CA$ et $AB$, respectivement.
D'après les figures ci-dessous, il semble qu'il existe exactement quatre positions particulières de $P$ pour lesquelles la conique passant par les cinq points $B$, $C$, $A'$, $B'$ et $C'$ passe également par A.
Pouvez-vous préciser la nature de ces points (sont-ce des centres répertoriés dans ETC ?) et leurs éventuelles relations (par exemple, forment-ils un quaterne harmonique ?) ?
Merci de votre intérêt !
bien cordialement JLB128214
128216
128218
128220
128222
128224

Réponses

  • Et avec la A-bissectrice extérieure, voici ce que cela donne : encore 4 positions particulières de P, en plus de celle en coïncidence avec A ...128226
    128228
    128230
    128232
    128234
  • Mon cher Jelobreuil
    Quelle que soit la position du point $P\ $ dans le plan, les six points $A\ $, $B\ $, $C\ $, $A'\ $, $B'\ $, $C'\ $ sont toujours situés sur une même conique.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    Exercice futile n°1
    Suivant la position du point $P\ $ dans le plan, discuter le genre de cette conique ( ellipse ou hyperbole).
    Exercice futile n°2
    Quelles sont les transformations projectives $f\ $ du plan telles que les points $A,B,C,f(A), f(B), f(C)\ $ soient situés sur une même conique?128254
  • Bonjour,

    On utilise des coordonnées barycentriques normalisées et on pose
    P:= X(1)*k+(1-k)*A
    

    On rend le problème un peu plus visuel en se demandant quels sont les $k$ tels que la conique $A',B,C,B',C'$ vienne se confondre avec la conique $A,B,C,B',C'$. On constate qu'il y a quatre solutions, mais seulement deux points guduliques. Les calculs confirment, et donnent la relation de liaison: $$kK \left( a-b-c \right) +b+a+c=0$$

    Et c'est fini.

    Cordialement, Pierre
  • Mon cher Jelobreuil
    Je t'ai lu trop vite et j'ai confondu symétrie centrale et symétrie axiale, excuse moi!
    J'ai donc abordé un problème différent, lui aussi intéressant où les points $A'\ $, $B'\ $, $C'\ $ sont les symétriques respectifs des points $A\ $, $B\ $, $C\ $ par rapport au point $P.\qquad$
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    Quant à ton problème proprement dit, il me semble plus naturel de rechercher le lieu des points $P\ $ tels que les points $A\ $, $B\ $, $C\ $, $A'\ $, $B'\ $, $C'\ $ soient situés sur une même conique.
    C'est un problème pour Rescassol et il ne m'étonnerait pas que la solution soit quelque part sur le site de Bernard Gibert!
  • Suite,

    On constate que la droite joignant les deux points guduliques passe par

    X15071 = Intersect[line(X1, X84), line(X3, X191)]

    Sur la figure, les points $P,Q$ sont relatifs au même point gudulique... et donc les deux coniques ont des axes parallèles deux à deux.


    Cordialement, Pierre.128258
  • Bonjour,

    Le lieu des points $P$ tels que $A,B,C,A',B',C'$ soient coconiques est une sextique.
    Une équation avec Morley circonscrit est $T_6+T_5+T_4+T_3+T_2+T_1=0$ avec:
    T6=s3*(s3-s1*s2)*z^3*zB^3;
    T5=s3*z^4*zB + s1*s2^2*z^3*zB^2 + s1^2*s2*s3*z^2*zB^3 + s3^3*z*zB^4; 
    T4=-s1*(s1*s2+s3)*z^3*zB - (s1^2*s2^2+3*s3^2)*z^2*zB^2 - s2*s3*(s1*s2+s3)*z*zB^3; 
    T3=(s1*s2-2*s3)*z^3 + s1^3*s2*z^2*zB + s1*s2^3*z*zB^2 + s3^2*(s1*s2-2*s3)*zB^3;
    T2=s1*(3*s3-s1*s2)*z^2 + (- s1^2*s2^2+s1*s2*s3+4*s3^2)*z*zB  + s2*s3*(3*s3-s1*s2)*zB^2; 
    T1=(-s1^2*s3+s1*s2^2-2*s2*s3)*z + s3*(s1^2*s2-2*s1*s3-s2^2)*zB;
    
    où $zB$ désigne $\overline{z}$, et $s_1,s_2,s_3$ les fonctions symétriques de $a,b,c$.

    Cordialement,

    Rescassol128262
  • Le lieu des points $P$ tels que les points $A,B,C,A',B',C'$ soient co-coniques est une sextique tricirculaire, passant par $O,H$ et invariante par transformation isogonale. Elle se compose de quatre "boucles", chacune enfermant un centre in-exinscrit. L'équation n'est pas très inspirante, même en Lubin-1.

    En pointillé mauve, les coniques relatives aux points mobiles $D,E \doteq D^*$.

    Le passage à l'isogonal ne conserve pas le point gudulique. On a donc un groupe de Klein agissant sur les quatre solutions pour $P\in AI_0$, engendré par le passage à l'isogonal et la transformation $k,K$ décrite précédemment.

    Cordialement, Pierre.128264
  • Merci, Pappus, Pierre et Rescassol, de tous ces développements et ces calculs !
    J'aurais été bien en peine de trouver ce lieu compliqué !
    Pappus, tu es tout excusé, bien entendu !
    Pierre, STP, qu'appelles-tu "points guduliques" ?
    Bien amicalement JLB
  • Les bissecteurs d'un angle de demi-droites de même origine sont deux demi-droites opposées, formant donc une droite.
    Les bissecteurs d'un angle de deux droites passant par $O$ sont deux droites orthogonales passant par $O$, formant ce que l'on appelle un gudule.

    Lorsque l'on a quatre points sur un cercle, il y a trois façons de les apparier pour définir deux droites. Mais les gudules bissecteurs de ces trois paires de droites ont tous la même orientation. Lorsque ces quatre points sont les intersections d'une conique non circulaire et d'un "vrai" cercle, les trois gudules bissecteurs sont dirigés selon les axes de la conique.

    Lorsque l'on a une conique circonscrite, on considère évidemment l'intersection avec le circonscrit: la quatrième intersection, en plus des trois sommets, est le fameux point gudulique.

    Cordialement, Pierre.
  • Merci, Pierre !
    Bien cordialement, JLB
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.
Success message!