D2. Géométrie plane : autres problèmes
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Cette rubrique va permettre de (re)découvrir quelques propriétés intéressantes de carrés construits à partir des côtés d'un triangle.
- Soit un triangle ABC. On construit les carrés ABDE et BCFG comme ci-après : les points D et E et le point C sont situés de part et d'autre par rapport à AB, il en est de même des points F et G et du point B par rapport à AC.
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Soient P et Q les centres respectifs des carrés ABDE et ACFG. M étant le milieu du segment BC, montrer que MPQ est un triangle rectangle isocèle.
- Etape suivante : on prend le milieu R du segment EG. Montrer que le quadrilatère MPRQ est un carré.
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- Troisième et quatrième propriétés à démontrer : la médiane du triangle AEG issue de A est hauteur du triangle ABC et RA=BC/2.
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- On poursuit en considérant les droites BG, CE et DF. Montrer qu'elles sont concourantes.
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- On trace le point N milieu du segment DF. Montrer que les triangles BNC et ENG sont rectangles isocèles.
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- Pour poursuivre toujours avec le triangle ABC, on construit le carré BCIJ avec les points I et J de l'autre côté de A par rapport à BC. Soit S le centre du carré BCIJ.
Montrer que : - les segments AS et PQ sont égaux entre eux, - les droites AS et PQ sont perpendiculaires entre elles, - les droites AS, BQ et CP sont concourantes.
- Et l'on termine avec une extension de la question précédente : on trace un quadrilatère ABCD sur les côtés duquel on construit extérieurement 4 carrés. Démontrer que les segments joignant les centres des carrés construits sur les côtés opposés du quadrilatère sont à la fois perpendiculaires et égaux entre eux.
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