Ivan Shishkin, Rye (1878)

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Construction à la règle et au compas de la moyenne géométrique de a et b.

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Solution

Solution by goldfinch · FR

Soient les points A,B,CA,B,C alignés, tels que AC=aAC=a, CB=bCB=b . Notons que AB=AC+CBAB=AC+CB
Soit D l’intersection de la perpendiculaire à ABAB en CC avec le demi-cercle de diamètre ABAB.
Cette construction vérifie bien les termes de l’énoncé.
Il faut montrer que x2=abx^2=a*b, autrement dit CD2=AC×CBCD^2= AC\times CB

image

Le triangle inscrit ADBADB est rectangle en DD et vérifie donc AD2+DB2=(AC+CB)2AD^2+DB^2=(AC+CB)^2 (1)
Le triangle ACDACD est rectangle en CC donc AD2=AC2+CD2AD^2=AC^2+CD^2 (2)
De même le triangle BCDBCD est rectangle en CC donc DB2=CB2+CD2DB^2=CB^2+CD^2 (3)

En injectant (2) et (3) dans (1) on obtient : AC2+CD2+CB2+CD2=AC2+CB2+2×AC×CBAC^2+CD^2+CB^2+CD^2=AC^2+CB^2+2\times AC\times CB

d’où CD2=AC×CBCD^2=AC\times CB CQFD

Ainsi construit, la longueur du segment CD représente donc bien la solution x qui vérifie x^2=a*b, donc représente bien la moyenne géométrique des deux longueurs a et b

NB : la démonstration est faite à la règle et au compas tel que demandé dans l’énoncé , et la règle n’a même pas besoin d’être graduée......

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