6°) Dernières missions : théorèmes de projection et de Thales.

Vous connaissiez le théorème de Thales depuis la quatrième. Vous en découvrirez une nouvelle variante à la fin de ce paragraphe !

 

Projection sur une droite parallèlement à une autre.

Vous connaissiez déjà la projection orthogonale sur une droite particulière. Vous connaissiez donc un membre de la famille que nous allons aborder de suite.
D et sont deux droites non parallèles. M est un point quelconque du plan.
La question : construire le point M’ image du point M par la projection sur la droite D parallèlement à (ou d’axe ).

En résumé, nous avons la configuration suivante :

En définitive, le point M’ est donc le point d’intersection de la droite D avec la parallèle à passant par M.

Quelques remarques :

Si ’ est une parallèle à alors que peut-on dire de la projection sur la droite D parallèlement à ?.
Réponse : c’est la même que la projection sur D parallèlement sur .
Pour construire l'image M" du point M par la projection sur (D) parallèlement à ('), on trace la parallèle 'M à (') passant par M.


Or cette droite est la parallèle à la droite passant par M. Par conséquent, le point M" sera confondu avec le point M'.

La projection orthogonale est une forme particulière de projection sur un axe parallèlemement à un autre. Toute perpendiculaire à D peut servir d’axe à cette projection.

Maintenant que nous savons ce qu’est une projection parallèment à une droite, intéressons-nous à un gros morçeau : le théorème de projection.

 

Théorème de projection.

Le théorème de projection ressemble à s'y méprendre une partie du théorème de Thales. En fait, le premier sert à montrer le second !

La démonstration de ce théorème est hors programme. Mais elle est disponible.

 

Théorème de Thales

La première écriture rencontrée de ce théorème est celle d'un rapport de longueurs. La seconde est vectorielle.


La preuve :

Nous avons deux points à montrer. Pour le second, nous emploierons notre théorème de projection et montrerons ainsi que point inutile il n'est !

(i) : On suppose ici que .
On peut alors écrire que :


Nous avons utilisé ici la relation de monsieur Chasles !
Ainsi a-t-on que . Ce qui en application du théorème 5.4 nous permet d'ajouter que les droites (MN) et (BC) sont parallèles.

(ii) : On suppose à présent que et que (MN) est parallèle à (BC).
Faisons une figure


Par la projection d'axe (BC) sur la droite (AC),
A a pour image A,
M a pour image N car (MN) est parallèle à (BC),
B a pour image C.

Comme , en application du théorème de projection, il vient que .
Autrement dit ce qu'on voulait ! Bref le match est gagné !


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