Théorème de Ménélaüs par barycentres

Difficile
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Énoncé

Soit ABC un triangle. Une droite coupe (BC) en P, (CA) en Q et (AB) en R. On note :

  • P = bar{(B, ), (C, )}, avec P défini par
  • Q = bar{(C, '), (A, ')}
  • R = bar{(A, ''), (B, '')}
  1. Montrer que si P, Q, R sont alignés, alors (en coefficients adéquats).
  2. Application : dans un triangle ABC, P est sur (BC) avec , Q sur (CA) avec . Si (PQ) coupe (AB) en R, déterminer la position de R sur (AB).

Indices

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1 Indice 1
Exprime chaque point (P, Q, R) comme barycentre dans le repère (A, B, C) et traduis l'alignement des trois points par la nullité d'un déterminant $3\times 3$ formé de leurs coordonnées barycentriques.
2 Indice 2
En développant ce déterminant, retrouve la forme habituelle du théorème de Ménélaüs avec des rapports de mesures algébriques sur chaque côté.
3 Indice 3
Pour l'application, traduis chaque condition vectorielle donnée en rapport algébrique $\overrightarrow{PB}/\overrightarrow{PC}$ etc., puis applique directement la relation de Ménélaüs trouvée en 1).

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La méthode — par où commencer

Exprime chaque point (P, Q, R) comme barycentre dans le repère (A, B, C) et traduis l'alignement des trois points par la nullité d'un déterminant formé de leurs coordonnées barycentriques.

En développant ce déterminant, retrouve la forme habituelle du théorème de Ménélaüs avec des rapports de mesures algébriques sur chaque côté.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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