Ivan Shishkin, Rye (1878)

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Construction d’un parallélogramme : aire, angle et base imposés

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Solution by goldfinch · FR

La construction est constituée de trois étapes : on construit d’abord un parallélogramme iso-aire avec le triangle, sur un des côtés du triangle. On reporte ensuite ce parallélogramme, grâce à un de ses côtés, en AA sur la droite (AB)(AB). Enfin, une construction avec des parallélogrammes complémentaires en A permet d’accéder au parallélogramme final.

  1. Construisons d’abord, sur un des côtés du triangle, un parallélogramme FEHGFEHG d’angle αα et dont l’aire est égale à celle du triangle CDECDE : [FEGH]=[CDE]\bf [FEGH]=[CDE] (1)
    NB : Pour ceci, il est nécéssaire de construire le point II milieu de DEDE et les points G et H, intersections de la parallèle à (DE)(DE) passant par CC et des droites (FG)(FG) passant par F et faisant un angle α avec (DE)(DE), et de sa parallèle passant par EE (pour le détail de cette construction, voir le problème Construction d’un parallélogramme d’angle donné, égal en aire à un triangle) :

image

  1. Transposons maintenant ce parallélogramme GHEFGHEF sur la droite AB , ceci de la façon suivante.

Soit le point II sur la droite (AB)(AB) tel que IA=FEIA=FE (pour cette construction , voir le problème Comment reporter une longueur sur un segment).
NB : dans un souci de clarté, les traits de construction intermédiaires n’ont pas été laissés sur la figure, mais il est intéressant au lecteur de passer par toutes les étapes dans le détail pour éprouver la puissance du raisonnement d’ensemble à la règle et au compas.

Soit le point JJ positionné sur la droite passant par AA et faisant un angle αα avec (AI)(AI) tel que AJ=FGAJ=FG (pour cette construction , voir le problème Même angle, autre sommet)

Soit le point KK situé à l’intersection de la parallèle à (AB)(AB) passant par JJ, et de la parallèle à (AJ)(AJ) passant par II (pour ces constructions de parallèles, voir le problème Comment construire une parallèle à une droite donnée ?).

Le parallélogramme AIKJAIKJ ainsi construit est superposable et a la même aire que le parallélogramme FEHGFEHG :
[AIKJ]=[FEHG]\bf [AIKJ]=[FEHG] (2)

image

  1. Il nous reste à transposer le parallélogramme AIKJAIKJ sur le segment [AB][AB]. Ce transfert de parallélogramme se fait par une construction de parallélogrammes complémentaires au point A : ceci de la façon suivante.

Soit le point LL intersection de la droite (KJ)(KJ) avec la parallèle à (AJ)(AJ) passant par BB.

Soit le point MM intersection de (LA)(LA) avec (IK)(IK).

Soit le point NN intersection de (AJ)(AJ) avec la parallèle à (AB)(AB) passant par MM.

Soit le point OO intersection de (BL)(BL) avec (MN)(MN).

Le parallélogramme ABON\bf ABON ainsi construit est de même aire que le parallélogramme AIKJAIKJ car les deux parallélogrammes AIKJAIKJ et ABONABON sont complémentaires en A, point de la diagonale [ML][ML] du grand parallélogramme MOLKMOLK: [ABON]=[AIKJ]\bf [ABON]=[AIKJ] (3)
Ah bon !\textbf {Ah bon !} direz-vous ? Et bien la démonstration de ce point se trouve dans le problème Même aire pour des parallélogrammes « complémentaires ».

Avec (1), (2) et (3), nous avons donc bien : [ABON]=[AIKJ]=[FEHG]=[CDE]\bf [ABON]=[AIKJ]= [FEHG]=[CDE], ce qu’il fallait démontrer.

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  1. · goldfinch

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