Ivan Shishkin, Rye (1878)

Problems/Geometry

Parallélogramme et triangle : pourquoi une aire double ?

by goldfinch·
20
Difficulty scaleÉchelle de difficulté

This score reflects both the level of the required concepts and the difficulty of the solution.Ce score tient compte à la fois du niveau des notions nécessaires et de la difficulté de la résolution.

  1. 1–10First steps / middle schoolPremiers pas / collège
  2. 11–25Beginner / high schoolDébutant / lycée
  3. 26–50Intermediate / undergraduateIntermédiaire / licence
  4. 51–70Advanced / graduateAvancé / master
  5. 71–90Expert / specializedExpert / spécialisé
  6. 91–100Research levelNiveau recherche
These levels are approximate guides.Ces niveaux sont des repères approximatifs.
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Français

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Soient un parallélogramme ABCDABCD et un triangle EBCEBC qui, d’une part, ont une base commune [BC][BC] et, d’autre part, sont construits entre les mêmes parallèles (BC)(BC) et (AE)(AE).

Montrer l’égalité suivante entre les aires :
[ABCD]=2×[EBC].[ABCD]=2\times [EBC].

NB : afin de rester fidèles à l’esprit de la démarche d’Euclide, nous utiliserons les notations [ABC][ABC] et [ABCD][ABCD] pour noter les aires d’un triangle ABCABC et d’un quadrilatère ABCDABCD .

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References

  1. Euclide — Éléments
Details

Livre 1 - Proposition 41

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Solutions

2
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Solution by goldfinch

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En coupant le parallélogramme ABCDABCD en deux avec la diagonale [AC][AC], nous obtenons deux triangles ABCABC et ADCADC superposables, dont tous les côtés et tous les angles deux à deux sont égaux (pour la démonstration de ce point, voir le problème Propriétés du parallélogramme), et donc [ABC]=[ADC][ABC]=[ADC].
Or : [ABCD]=[ABC]+[ADC][ABCD]=[ABC]+[ADC] , donc : [ABCD]=2×[ABC]\bf [ABCD]=2\times {[ABC]} (1)

Considérons maintenant les deux triangles ABCABC et EBCEBC. Ils ont une base commune [BC][BC] et ils sont construits entre les mêmes parallèles. Dans cette configuration, nous pouvons montrer que les aires des deux triangles sont égales (pour la démonstration de ce point, voir le problème Le sommet d’un triangle a glissé parallèlement à sa base… et l’aire ?), soit :
[ABC]=[EBC]\bf [ABC]=[EBC] (2)

En couplant (1) et (2), nous obtenons bien l’égalité des aires [ABCD]=2×[EBC]\bf [ABCD]=2\times [EBC], ce qu’il fallait démontrer.

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Solution by Ancient Tree

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L'aire d’un parallélogramme est donnée par base×hauteur\text{base}\times \text{hauteur}.
L'aire d’un triangle est donnée par
base×hauteur2.\frac{\text{base}\times\text{hauteur}}{2}.Comme le parallélogramme et le triangle ont même base et même hauteur, on obtient le résultat.

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