Intersection des médianes d’un triangle, centre de gravité (réf 0382)

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Contenu

Milieu d’un segment

Équation cartésienne d’une droite passant par deux points

Système d’équations et intersection de deux droites

Centre de gravité d’un triangle

Exercice | Temps recommandé entre 10 et 20mn | Niveau 2 difficulté moyenne | séquence 4 du chapitre |
Dans le plan muni d'un repère orthogonal, on donne les points $A(1;2)$, $B(2;5)$ et $C(6;-2)$
  1. On note I le milieu de [AB].
    Déterminer une équation de la médiane issue de C dans le triangle ABC.
    Rappel cours

    Coordonnées du milieu d'un segment
    Dans un repère du plan, si on a $A(x_A;y_A)$ et $B(x_B;y_B)$ alors le milieu $I$ de $[AB]$ a pour coordonnées $I\left(\dfrac{x_A+x_B}{2};\dfrac{y_A+y_B}{2}\right)$ Déterminer une équation cartésienne
    Déterminer une équation cartésienne de la droite $(AB)$ avec $A(x_A;y_A)$ et $B(x_B;y_B)$ donnés dans un repère.
    Méthode 1
    - calculer les coordonnée du vecteur $\overrightarrow{AB}$ vecteur directeur de $(AB)$
    - Si le point $M(x;y)$ appartient à $(AB)$, les vecteurs $\overrightarrow{AM}$ et $\overrightarrow{AB}$ sont colinéaires
    - $det(\overrightarrow{AM};\overrightarrow{AB})=0$

    Méthode 2
    - calculer les coordonnée du vecteur $\overrightarrow{AB}$ vecteur directeur de $(AB)$
    - Les coordonnées de $\overrightarrow{AB}\begin{pmatrix}-b\\a\end{pmatrix}$ donnent les coefficients $a$ et $b$ d'une équation cartésienne
    - $(AB)$: $ax+by+c=0$ et $A\in (AB)$ donc $ax_A+by_A+c=0$ (équation d'inconnue $c$)

    Aide

    Rappel: la médiane issue de C dans le triangle ABC est la droite passant par C et le milieu I du segment [AB]
    Un point $M(x;y)$ appartient à la droite (CI) si et seulement si $\overrightarrow{CI}$ et $\overrightarrow{CM}$ sont colinéaires

    Solution

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  2. On note $J$ le milieu de $[AC]$.
    Déterminer une équation de la médiane issue de B dans le triangle ABC.
    Aide

    Rappel: la médiane issue de B dans le triangle ABC est la droite passant par B et le milieu du segment [AC]

    Solution

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  3. En déduire les coordonnées du centre de gravité G du triangle ABC
    Aide

    Le point G appartient à (CI) et à (BJ) donc ses coordonnées doivent vérifier une équation de (CI) et une équation de (BJ)
    Il faut résoudre un système d'équation formé avec une équation de (CI) et une équation de (BJ)

    Solution

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  4. Retrouver les coordonnées du centre de gravité $G$ en utilisant le fait que le point $G$ est aux deux tiers de la médiane $[CI]$.
    Aide

    On a $\overrightarrow{CG}=\dfrac{2}{3}\overrightarrow{CI}$

    Solution

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  5. On rappelle que le centre de gravité G du triangle ABC est caractérisé par la relation vectorielle $\overrightarrow{GA}+\overrightarrow{GB}+\overrightarrow{GC}=\overrightarrow{0}$.
    Retrouver les coordonnées du point$G$ en utilisant cette relation.
    Rappel cours

    Coordonnées d'un vecteur défini par deux points
    Si $A(x_A;y_A)$ et $B(x_B;y_B)$ alors $\overrightarrow{AB}\begin{pmatrix}x_B-x_A\\y_B-y_A\end{pmatrix}$ (coordonnées du second point $-$ coordonnées du premier point)

    Solution

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