Mathématiques

Question

Bonjour, j'ai besoin de votre aide pour un exercice de maths :
Construire un triangle ABC, puis les points D, E et F tels que AD vecteur=1/2AC vecteur, AE vecteur=1/3AB vecteur, BF vecteur=2BC vecteur.
Le but de l'exercice est de démontrer par trois méthodes différentes que D, E et F sont alignés.
1)Solution analytique dans le repère (A ; AB vecteur, AC vecteur)
a.Déterminer les coordonnées de D, E et F.
b.Démontrer que D, E et F sont alignés.
2)Solution vectorielle
a.Décomposer DE vecteur et DF vecteur sur AB vecteur et AC vecteur.
b.Démontrer que D, E et F sont alignés.
3)Solution géométrique
La parallèle à (DE) passant par C coupe [AB] en un point I.
a.Démontrer que E est le milieu de [AI].
b.En déduire que I est le milieu de [EB].
c.Démontrer alors que la droite (CI) est parallèle à la droite (FD). Conclure.
merci d'avance

1 Réponse

  • 1a) AD=1/2*AC donc D(0;1/2)
    AE=1/3*AB donc E(1/3;0)
    BF=BA+AF=2BC=2BA+2AC
    Donc AF=2BA-BA+2AC=-AB+2AC
    Donc F(-1;2)

    1b) On calcule les longueurs DE, DF et FE
    DE=√((1/3-0)²+(0-1/2)²)=√(1/9+1/4)=√(13/36)=√13/6
    DF=√((-1-0)²+(2-1/2)²)=√(1+9/4)=√(13/4)=√13/2
    EF=√((-1-1/3)²+(2-0)²)=√(16/9+4)=√(52/9)=2√13/3
    Or DE+DF=√13/6+√13/2=√13/6+3√13/6=4√13/6=2√13/3=EF
    DE+DF=EF donc D, E et F sont alignés

    2a) DE=DA+AE=-1/2*AC+1/3*AB
    DF=DA+AB+BF=-1/2*AC+AB+2BC=-1/2*AC+AB+2BA+2AC=3/2*AC-AB
    Donc DF=-3(-1/2*AC+1/3*AB)=-3DE
    DF et DE sont colinéaires donc D, E et F sont alignés

    3a) DE // CI donc on applique Thalès :
    AD/AC=AE/AI
    Or D est le milieu de AC (puisque AD=1/2*AC) donc AD/AC=1/2
    Donc AE/AI=1/2 : E est le milieu de AI

    3b) AE=1/3*AB et donc EB=2/3*AB
    Or AE=EI
    Donc EI=1/2*2/3*AB=1/2*EB donc I est le milieu de  EB

    3c) C est le milieu de BF puisque BF=2BC
    Donc BC/BF=1/2
    De plus BI/BE=1/2
    Donc BC/BF=BI/BE d'après la réciproque de Thalès, CI // FE.
    Or CI // DE donc D, E et F sont alignés

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