Démonstration des deux premiers théorèmes
des milieux |
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On sait que :
M est le milieu de [AB]
N est le milieu de [AC]
On construit le point K tel que N soit le milieu de
[MK]
On veut prouver que (MN)
et (BC) sont parallèles,
et que BC = 2MN. |
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1e ) Que peut on dire de AKCM ? Le démontrer.
N est le milieu de [AC] et N
est le milieu de [MK], or si un quadrilatère a des diagonales qui se coupent
en leur milieu, alors ce quadrilatère est un parallélogramme, donc AKCM
est un parallélogramme. |
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2e ) Que peut
on en déduire pour
a ) (AM) et (CK ) ?
AKCM est un parallélogramme, donc (AM)//(CK).
b)
AM et CK ?
AKCM
est un parallélogramme, or si un quadrilatère est un parallélogramme,
alors ses côtés opposés sont égaux, donc AM=CK. |
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3e ) Que peut on en déduire pour BM et CK ? M est le milieu de [AB], donc BM = AM.
AM = CK, donc BM = CK. |
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4e ) Que peut on en déduire pour BCKM ?
BM=CK et (BM)//(CK), or si un quadrilatère a deux côtés à
la fois parallèles et égaux, alors ce quadrilatère est un parallélogramme,
donc BKCM
est un parallélogramme. |
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5e ) Que peut
on en déduire pour
a ) (MN) et (BC) ?
BKCM est un parallélogramme, donc (MN)//(BC).
b ) MN et BC ?
BKCM est un parallélogramme,
or si un quadrilatère est un parallélogramme, alors ses
côtés opposés sont égaux, donc MK = BC.
N est le milieu de [MK], donc MN = 1/2MK.
Donc MN = 1/2BC. |
Synthèse :
Si dans un triangle ABC
M est le milieu de [AB] et N est le milieu de [AC), alors :
(MN)//(BC) et MN = 1/2 BC. |
Théorèmes des milieux |
I. Soit ABC un triangle.
Soit I le milieu de [AB].
Soit J le
milieu de [AC].
1e ) a ) Que
peut on dire de IJ et BC ? Le démontrer.
I est le milieu de [AB] et J
est le milieu de [AC], donc IJ = 1/2 BC, d'après le deuxième théorème
des milieux
b ) Que peut on dire de (IJ) et (BC) ?
Le démontrer. I est le milieu de [AB] et J est le
milieu de [AC], donc (IJ)//(BC), d'après le premier théorème des milieux. 2e )
Soit M un point intérieur au triangle
AIJ.
Soit K le symétrique de M par rapport à I
.
Soit L
le symétrique de M par rapport à J.
Que
peut on dire de (IJ) et ( KL) ? de IJ et KL ? Le démontrer.
K est le symétrique de M par rapport à I, donc
I est le milieu de [KM].
L le symétrique de M par rapport à J, donc J
est le milieu de [ML].
I est le milieu de [KM] et J
est le milieu de [ML], donc (IJ)//(KL) d'après le premier théorème des
milieux et IJ = 1/2 KL d'après le deuxième théorème des milieux. 4e )
Que peut on dire de (KL) et (BC ) ?
(IJ)//(BC) et (IJ)//KL), donc (KL)//(BC).
De KL et BC ? Le démontrer.
IJ
= 1/2 KL et IJ = 1/2 BC, donc KL = BC.
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5e ) Que peut
on dire de KLCB ? Le démontrer.
(KL)//(BC) et KL = BC, or si un quadrilatère
a deux côtés à la fois parallèles et égaux,
alors ce quadrilatère est un parallélogramme, dnc KLCB
est un paralélogramme.
6e ) Où doit
on placer le point M pour que KLCB soit un rectangle ?
Si M appartient à la perpendiculaire à (BC)
passant par A, alors KLBC est un rectangle. |
II. Soit ABCD un rectangle de centre O tel que
AB
= 10 cm ; AD = 6 cm.
Soit E le milieu de [AD ].
Soit F le milieu de [ AB ].
1. Que peut on dire de ( EF ) et ( BD ) ? de EF et BD ? Le démontrer.
Dans le triangle ABD,
E est le milieu de [AD]et F est le milieu de [ AB ], donc (EF)//(BD)
d'après le premier théorème des milieux et EF = BD d'après le deuxième
théorème des milieux.
2.
Que peut-on dire de ( EO ) et ( AB ) ? Le démontrer. Calculer
EO.
ABCD est un rectangle, or les diagonales d'un rectangle
se coupent en leur milieu, donc O est le milieu de [BD].
Dans
le triangle ABD, O est le milieu de [BD] et E est le milieu de [AD],
donc (OE)//(AB) d'après le premier théorème des milieux et OE = 1/2
AB d'après le deuxième théorème des milieux. Donc OE = 5cm.
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3. Que
peut on dire de EOBF ? Le démontrer.
F est le milieu de [AB], donc FB = 5 cm.
Donc OE = FB.
(OE)/(AB) et OE = AB, or si un quadrilatère a deux côtés à la
fois parallèles et égaux, alors ce quadrilatère est un parallélogramme,
donc EOBF est un parallélogramme.
4. Que
peut on dire de EOFA ? Le démontrer.
EOFA est un parallélogramme ( démonstration analogue à celle de la question
3. )
ABCD est un rectangle, donc (EA) (AF).
EOFA est un paralélogramme qui a un angle droit, donc EOFa est un rectangle.
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III. C et C’ deux
cercles de centres O et O’ qui se coupent en A et B.
(OA ) coupe C en M,
( O’A) coupe C’ en
M’.
Que
peut on dire de ( OO’ ) et (MM’ )
? Le démontrer.
[AM] est un diamètre du cercle C de centre O, donc
O est le milieu de [AM].
[AM'] est un diamètre du cercle C' de centre
O', donc O' est le milieu de [AM'].
Dans le triangle AMM', O est le milieu de [AM]
et O' est le milieu de [AM'], donc (OO')//(MM') d'après le premier
théorème des milieux. |
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IV. théorème de Warignon.
Soit ABCD un quadrilatère quelconque. Soient E,F,G
et H les milieux respectifs de [AB], [BC],[CD] et [DA].Que peut on
dire de EFGH ? Le démontrer.
Je trace la diagonale [AC].
Dans le triangle ABC,
E est le milieu de [AB] et F es le milieu de [BC], donc (EF) // (AC) d'après
le premier théorème des milieux et EF = 1/2 AC d'après le deuxième théorème
des milieux.
Dans le tiangle ACD, on démontre de façon analogue que HG =1/2 AC
et (HG) // ( AC).
(EF) // (AC) et (HG)
// ( AC), donc (EF)//(HG).
EF = 1/2 AC et HG
=1/2 AC, donc EF = HG.
(EF)//(HG)
et EF = HG, or un si un quadrilatère
a deux côtés à la fois parallèles et égaux, alors ce quadrilatère est un
parallélogramme donc EFGH est un paraléloramme. |
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