Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

download Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

of 34

Transcript of Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    1/34

    Ciocotişan Radu

    ii vectoriale de coliniaritateii vectoriale de coliniaritateţţ3.1 Condi3.1 Condiia 1.ia 1.ţţPropoziPropozi

    Punctele A,B,C sunt coliniare dacă şi numai dacă există numărul real α astfel încât   AC  AB    

    ieieţţemonstraemonstraDD

    1) Dacă A,B,C sunt coliniare atunci vectorii AB şi AC sunt coliniari deci există numărul real α şi   AC  AB    

    2) Dacă   AC  AB     atunci vectorii AB şi AC sunt coliniari,deci dreptele AB şi AC coincid,adică punctele A,B,C sunt coliniare

    n cazurile î işia este adevăratăţ: propoziieţObserva   AB AC  BC  AC  AC  AB          ,,

    Punctele A,B,C sunt coliniare 

    există numărul real α ,astfel încât   AC  AB    

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    2/34

    Ciocotişan Radu

    ia 2.ia 2.ţţPropoziPropoziPunctele A,B,C sunt coliniare dacă şi numai dacă există numerele reale x,y,cu x+y=1, astfel încât pentru orice punct O din plan avem

    OB yOA xOC   

    Punctele A,B,C sunt coliniare   . astfelastfel î  î ncât pentru orice punctncât pentru orice punct O din plan avem

    1,,     y x R y x   OB yOA xOC   

    a) b)ieieţţemonstraemonstraDD

    a)→b) A

    B

    C

    O

    Fie     OB yOA xOBOAOBOAOC CB

    CA

     

     

      

      

    11

    1

    1

    1

    x y

    b)→a) avem

    CB x

     yCACB yCA x

    CB yCA xOC CB yCA xOC  y xCBOC  yCAOC  xOB yOA xOC 

    0 iar din Prop.1 A,B,C sunt coliniare

    ăăţţConsecinConsecin Cum x+y=1 avem y=1-x şi atunci

    OB xOA xOC  )1(   * R x

    Punctele A,B,C sunt coliniare  

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    3/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 1Problema 1

    Într-un trapez mijloacele bazelor,punctul de intersecţie al diagonalelor şi punctul de intersecţie al laturilor neparalelesunt 4 puncte coliniare

     AB

    CD

    O

    E

    F

    I

    RezolvareRezolvare

    ,O,F sunt coliniareArătăm că E1)

    ,2

    ,2

    OBOAOF 

    OC ODOE 

     

    E,F mijloace

     Notămk 

    OD

    OB

    OC 

    OA

    OE k OBOC k OBk OC k OBOAOF 

    OC k OA

    222

    ,

    ceea ce exprimă că O,E,F sunt coliniare( Prop.1)

    ,F,I sunt coliniareArătăm că punctele E2)

    2,

    2

     IB IA IF 

     IC  ID IE 

     

    E,F mijloace

      IF k 

     IB IAk 

     IE k  IB

     IC 

    k  IA

     ID

    k OA

    OC 

     AB

     DC OABODC 

     AB

     DC 

     IB

     IC 

     IA

     ID IAB IDC 

    2

    1

    2

    11,

    1

    1

    ceea ce exprimă că I,E,F sunt coliniare( Prop.1)

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    4/34

    Ciocotişan Radu

    22ProblemaProblema

    În triunghiul ABC ,fie D,E mijloacele laturilor AB,AC.Fie C’ situat pe AB şi B’ situat pe AC astfel ca

      A B

     A B

     AC 

     BC 

    '

    '

    '

    ' Arătaţi că punctele D,E şi I ,mijlocul lui B’C’ sunt coliniare.

    RezolvareRezolvare   A

    B   C

    D E

    I

    B’

    C’

    12

    ''   AC  AB AI 

     

    Avem

    2,1

    1'

    '''''

     AB AC 

     AC  AB BC  AB AC  AC  BC 

     

      

    Avem   3,1'''   AC  ABC  B A B   

     

    Înlocuind 2 şi 3 în 1 avem AE  AD AI 

     

     

       

    11

    1

    x y

    şi x+y=1 deci D,E,I coliniare( Prop.2)

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    5/34

    Ciocotişan Radu

    33ProblemaProblema

    Fie triunghiul ABC şi G centrul său de greutate.O dreaptă d care trece prin G,intersectează AC în P şi BC în Q.  Arătaţi că 1

    QC 

     BQ

    PC 

     AP

    RezolvareRezolvare

     Notăm   nQC  BQm

    PC  AP ,

    C

    B A

    G

    P

    Q

    atunciCA

    mCP

    mCA

    CP

    1

    1

    1

    1

    analog   CB

    nCQ

    1

    1

    De asemenea avem CBCACC CG  

    2

    1

    3

    2'

    3

    2

    Cum punctele P,Q,G sunt coliniare,există numărul real nenul t,astfel încât   CQt CPt CG )1(   consecinţă

      CBn

    t CA

    m

    t CBCACG

    1

    1

    13

    1

    Atunci

    Cum vectorii CA şi CB sunt necoliniari avem

    cctd nm

    nmn

    m

    n

    m

    ,13

    1

    13

    1

    3

    1

    1şi3

    11

    1

    3

    1şi

    13

    1

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    6/34

    Ciocotişan Radu

    SYLVESTERSYLVESTERia luiia luiţţRelaRela

    În orice triunghi ABC avem

    ( notăm O-centrul cercului circumscris,G-centrul de greutate,H-ortocentrul)

    OH OC OBOA  

    ieieţţDemonstraDemonstra

    triunghi dreptunghic1.Cazul

      A

    B C

    O

    H=A   OH OA   OH OC OBOA   evident

    triunghi oarecare.Cazul2

     A

    B

    C

    O

    D

    H

    P

     BH CD ABCH  AB DB

     DC  BH  AC  DC  AC  BH 

     // ,

     // ,

    deci BHCD este paralelogram

    Fie P mijlocul lui BC

    În ΔAHD, OP este linie mijlocie   OP AH  2

    De asemenea în ΔOBC,OP este mediană   OC OBOP   2 AH OC OB  

    În ΔAOH avem   OAOH  AH   

    OH OC OBOA  

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    7/34

    Ciocotişan Radu

    ))Dreapta lui EULERDreapta lui EULER((TeoremăTeoremă

    i avemşi H sunt coliniarei H sunt coliniareşşO,GO,Gn orice triunghi ABC,puncteleÎ   OGOH  3ieieţţDemonstraDemonstra

    Folosim relaţia lui LEIBNIZ  PC PBPAPG   3 cu P=O OC OBOAOG   3

    OH OC OBOA   dar

    OGOH  3

    ceea ce exprimă că O,G,H sunt coliniare(Prop.1)

    ia lui LEIBNIZţrela

    G

     A

    B   C

    B’

    P

    3

    2

    '2,'

    1

    1

    PC PBPAPG

    PC PAPB' dar 

    GB

    GBPBPBPG

         

    ieţObserva

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    8/34

    Ciocotişan Radu

    MENELAUSMENELAUSTeorema luiTeorema lui

    Fie un triunghi ABC şi punctele A’,B’,C’ distincte de vârfurile triunghiului.

    Punctele A’,B’,C’ sunt coliniare   1

    '

    '

    '

    '

    '

    '

     BC 

     AC 

     A B

    C  B

    C  A

     B A

     A

    B C

     A’

    B’C’

    Notăm

    C  A

     B A

    '

    '= m

     A B

    C  B

    '

    '= n

     BC 

     AC 

    '

    '= p

    (←)ieieţţDemonstraDemonstra

    Presupunem mnp = 1. Din    BAn BC n

     BB A BnC  B  

    1

    1'''

    Avem

    '11''1''''   BAm

     B A B Am

     BAC  A B AC  A BC      

      

    '1''''   BC  p BC  p BC  AC  BC  BA  

    (*)

    '1

    )1(

    ')1(

    1

    '   BC n

     pn

     BAnm

    m

     BB

    x y

    Se verifică că x+y = 1

    Deci A’,B’,C’ sunt coliniare(Prop.2)(→) Presupunem prin absurd că A’,B’,C’ sunt coliniare şi mnp≠1 Notăm 1mnqpq,

    1

    mnq

    Construim unicul punct Q astfel ca   qQB

    QA

    Cum mnq= 1 avem A’,B’,Q coliniareAtunci dreptele A’B’ şi AB au în comun 2 puncte distincte C’ şi Q,deci ele coincid.

    3.23.2

    A’B’C’ se numeşteTRANSVERSALĂ

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    9/34

    Ciocotişan Radu

    VAN AUBELVAN AUBELia luiţRelaFie triunghiul ABC şi punctele A’,B’,C’ ,diferite de vârfurile triunghiului,astfel încât AA’,BB’,CC’ sunt concurente în P.Atunci avem relaţia:

     BC 

     AC 

    C  B

     A B

    PA

    PA

    '

    '

    '

    '

    '

    A

    B C

    P

    A’

    B’C’ sau

    A

    B CA’

    C’

    PB’

    ieieţţDemonstraDemonstra

    Aplicăm T.Menelaus în ΔABA’ cu transversala C’PC

     BC 

    C  A

    PA

    PA

    CB

    CA

    PA

    PA

     BC 

     AC 

    PA

    PA

    CA

    CB

     BC 

     AC  '

    '

    '

    ''

    '1

    '

    ''

    '

    Aplicăm T.Menelaus în ΔACA’ cu transversala B’PB

     BC 

     BA

    PA

    PA

    C  B

     A B

    PA

    PA

     BA

     BC 

    C  B

     A B '

    ''

    '1

    '

    ''

    '

    +

    ''

    ''

    ''

    '

    '

    '

    PA

    PA

     BC 

     BC 

    PA

    PA

     BC 

     BA

     BC 

    C  A

    PA

    PA

     BC 

     AC 

    C  B

     A B

     

     

     

     

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    10/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 4Problema 4

    Fie triunghiul ABC şi punctul D, situat pe segmentul BC ,astfel încât BC = 3DC.Fie C’ şi E mijloacele segmentelor AB şi CC’.Arătaţi că punctele A,E şi D sunt coliniare.

    RezolvareRezolvare

    ))MenelausMenelaus.(T.(T Metoda 1 Metoda 1

    A

    B CD

    C’E

    ΔBCC’ şi ‘’transversala’’ A,E,D 11

    21

    2

    1

    '

    '

     DC 

     DB

     EC 

     EC 

     AB

     AC 

     Metoda 2. Metoda 2.

    Arătăm că există numărul real α cu   DE  AE     

    22

    1

    2

    '   AC  AB AC  AC  AE 

     

     

     

     

    221

    6

    1

    12

    2

    12

    3

    12

    3

    432

    '

    3

    34  AC  AB AC  AB AC  AC  BACA BC CBCA BC CC  BC 

    CE  DC  DE 

    Atunci DE  AE  3 A,D,E coliniare (Prop.1)

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    11/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 5Problema 5

    Fie ΔABC echilateral şi punctele D,E astfel încât avem   CA AE  BC CD   ,  Notăm DE∩AB= {F}. Arătaţi că   AB AF 3

    1

    A

    B C D

    E

    F

    ))MenelausMenelaus.(T.(T Metoda 1 Metoda 1ΔBFD cu transversala EAC

     ED

     EF 

     AB

     AF 

    CD

    CB

     EF 

     ED

     AB

     AF  1

    ΔECD cu transversala BAF

    3

    1

    2

    11  

     ED

    FE 

    FD

    FE 

     AE 

     AC 

     BC 

     BD

    FD

    FE 

     Metoda 2. Metoda 2.

     Notăm 0 x AB

     AF atunci A împarte în raportul -xFB    EB x EF 

     x EA  

    1

    1

    Punctul E împarte în raportul AC   

     

     

     

      BC  BA BC  BA BE  22

    1

    211

    1

    2

    1

     AB BC  EB 2

    (1)

    (2)

    Cum vectorii   ED EF  şi sunt coliniari,există )2()(,   BC  AC k CD EC k  EDk  EF  Rk    (3)Avem

     BC  AB AC  EA   (4) Înlocuind 2,3,4 în 1 obţinem  BC  xk  AB xk 

     x BC  AB  

      322

    1

    1

    Cum vectorii AB şi BC sunt necoliniari avem simultan

    31

    11

    311

    22

     xk 

     x

     xk  x

     xk 

     Metoda 3. Metoda 3.

    Ducem CM // AB

    M

    T.Thales în ΔACM   AF CM  EF FM  EF 

    FM 

     EA

     AC 2 (1)

    Analog se arată că FM=MD,deci în ΔBDF BF=2CM (2)

    Din 1 şi 2 avem AB+AF=2(2AF),deci AB=3AF

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    12/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 6Problema 6

    Fie triunghiul ABC,A’mijlocul laturii BC şi N situat pe (AA’).Notăm BN∩AC={E},CN∩AB={D}.Arătaţi că DE // BC.

    RezolvareRezolvare A

    B CA’

    N ED

    Aplicăm T.Menelaus în ΔAA’C cu transversala B,N,E

    '2

    11

    '

    '   NA

     NA

     EC 

     EA

     EC 

     EA

     NA

     NA

     BA

     BC 

    Aplicăm T.Menelaus în ΔBAA’ cu transversala D,N,C

    '2

    11

    '

    '   NA

     NA

     DB

     DA

     DB

     DA

     NA

     NA

    CA

    CB

    Reciproca T.Thales DE // BC

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    13/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 7Problema 7

    Fie ΔABC şi un punct D situat pe dreapta AB astfel încât    BD A

    Fie [AF,   CDF  bisectoarea unghiului

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    14/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 8Problema 8

    Fie ABCD un patrulater convex şi O intersecţia diagonalelor sale AC şi BD.O dreaptă mobilă care trece prin O taie dreptele AB,DC,în punctele M,N(diferite de vârfurile patrulaterului)Arătaţi că produsul

     NC 

     ND

     MB

     MA

    A

    B C

    D

    MN

    ORezolvareRezolvareAplicăm T.Menelaus în ΔABD cu transversala L,M,O

    L

    OB

    OD

     LD

     LA

     MB

     MA

     MA

     MB

    OB

    OD

     LD

     LA 1

    Aplicăm T.Menelaus în ΔACD cu transversala L,N,O

    OC 

    OA

     LA

     LD

     ND

     ND

     NC 

     ND

    OA

    OC 

     LD

     LA

    1

    ·

    k OC 

    OA

    OB

    OD

     NC 

     ND

     MB

     MA

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    15/34

    Ciocotişan Radu

    CEVACEVA3.3 Teorema lui3.3 Teorema lui

    Fie untriunghi ABC şi A’,B’,C’ situate respectiv pe dreptele BC,CA şi AB ,diferite de vârfuri.Atunci AA’,BB’,CC’ sunt concurente sau paralele  

    1'

    '

    '

    '

    '

    '

     BC 

     AC 

     A B

    C  B

    C  A

     B A

    ieieţţDemonstraDemonstraAA’,BB’,CC’ sunt concurente în M.

    A

    B CA’

    B’C’

    MAplicăm T.Menelaus în ΔABA’ cu transversala C’,C,M

    1'

    ''

    '

     MA

     MA

    CA

    CB

     BC 

     AC 

    Aplicăm T.Menelaus în ΔACA’ cu transversala B’,B,M

    1'

    ''

    '

     MA

     MA

     BA

     BC 

    C  B

     A B1

    '

    '

    '

    '

    '

    '

    '''

    '''

    CB

     BC 

     A B

     BA

    CA

    C  B

     BC 

     AC 

     BA

     BC 

    C  B

     A B

    CA

    CB

     BC 

     AC 

    AA’,BB’,CC’ sunt paralele.

    A

    B C

    B’C’

    A’Aplicăm T.Thales

    ''

    '

     AC 

     AB

    C  A

     B AΔBCC’

     BA

     BC 

     A B

    C  B ''' ΔBAB’cu CC’

    ·

     BA

     AB

     AC 

     BC 

     A B

    C  B

    C  A

     B A

     BA

     BC 

     AC 

     AB

     A B

    C  B

    C  A

     B A

    '

    '

    '

    '

    '

    '

    '

    '

    ''

    '

    '

    '

    -1Reciproca se demonstrează prin reducere la absurd.

    1'

    '

    '

    '

    '

    '

     BC 

     AC 

     A B

    C  B

    C  A

     B Asau

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    16/34

    Ciocotişan Radu

    GergonneGergonnePunctul luiPunctul lui

    Dacă în ΔABC notăm M,N,P punctele de contact ale cercului înscris cu laturile BC,CA,AB,))GergonneGergonneun punct (-ntr î atunci dreptele AM,BN,CP sunt concurente

    A

    B CM

    NP1

    PB

    PA

     NA

     NC 

     MC 

     MBieieţţDemonstraDemonstra

    Avem AM,BN,CP concurente ( nu pot fi paralele)

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    17/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 9Problema 9

    Fie ΔABC şi M mijlocul lui BC.Considerăm [MP bisectoarea unghiului

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    18/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 10Problema 10

    Fie ΔABC şi î nălţimea CD,mediana AM şi bisectoarea BE.Dacă 1

     BA

     BD

     BC 

     BDatunci dreptele CD, AM şi BE sunt concurente.

    A

    B C

    D

    M

    E

    RezolvareRezolvare

    Este suficient să verificăm T.Ceva 1 DB DA

     EA EC 

     MC  MB (1)

    a

    bc

    a

    c

     DB

     DA

     DB

     DA

    c

    a

     DB

     DA

    c

    a

    a

    a

     DB

     DA

     EA

     EC 

     MC 

     MB

    12 / 

    2 / 

    (2)

    sau

    darca

    ac BD

    ca BD BA

     BD

     BC 

     BD

    1111

    Atuncica

    c BDc AD

    2

    ... Şi avema

    c

    ac

    ca

    ca

    c

     DB

     DA

    2

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    19/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 11Problema 11

    Fie ΔABC şi punctele A’, B’şi C’ situate respectiv pe segmentele (BC), (AC) şi (AB) astfel încât cevienele AA’, BB’, CC’sunt concurente în M. Atunci

    6''')

    '''2

    ''')

     MC 

     MC 

     MB

     MB

     MA

     MAb

     MC 

     MC 

     MB

     MB

     MA

     MA

     MC 

     MC 

     MB

     MB

     MA

     MAa

    (cu ‘’= ‘’ M este centrul de greutate)

    RezolvareRezolvare

    A

    B CA’

    B’C’ M

     Notăm   p BC 

     AC n

     A B

    C  Bm

    C  A

     B A

    '

    ',

    '

    ',

    '

    'atunci mnp=1

    Aplicăm relaţia lui Van Aubel

    mn

     A B

    C  B

     B A

    C  A

     MC 

     MA

     pm

     AC 

     BC 

    C  A

     B A

     MB

     MB

    n p

    C  B

     A B

     BC 

     AC 

     MA

     MA

    1

    '

    '

    '

    '

    '

    1''

    ''

    '

    1

    '

    '

    '

    '

    '

    a)

    cctd m

    n p

    mn

     p

    mn

     pm

    n p

     MC 

     MC 

     MB

     MB

     MA

     MA

      

      

      

      

      

      

     

      

     

     

      

     

     

      

     

    1112

    ...111

    '''

    b) cum 21

     x

     x avem cctd.

    1

    ...01

    021

    21

    21

    6111

    2

     

      

     

     

      

     

     

      

     

     pnm

     p

    nnmm p p

    mn

     pm

    n p

    adică AA’,BB’,CC’ sunt mediane

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    20/34

    Ciocotişan Radu

    Probleme propuse pag192/193Probleme propuse pag192/193

    Problema 1/192Problema 1/192

    Fie 2 drepte secante şi d∩d’=O. Considerăm punctele B, C situate pe d şi punctele A, D situate pe d’ astfel încât AB // CD.Fie I, J mijloacele segmentelor AB şi CD. Arătaţi că punctele I, J şi O sunt coliniare.

    O

    d

    d’

    A D

    BC

    IJ

    ie:ie:ţţindicaindica

    2;

    2

    OC ODOJ 

    OBOAOI 

     

    Din asemănare avem OC k OBODk OAk OC 

    OB

    OD

    OA ,

    Atunci

    OJ k 

    OC OD

    OBOA

    OI   

    22 ceea ce exprimă că punctele O,I,J sunt coliniare

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    21/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 2/192Problema 2/192

    Fie un triunghi ABC şi punctele    AC F  AB E    , astfel încât EF // BC.Considerăm punctele   0cu,      

     NC 

     NB

     MF 

     ME  BC  N  EF  M 

    Arătaţi că punctele M, N şi A sunt coliniare.

    A

    B C

    E F

    M

    N

    ie:ie:ţţindicaindica

    Din T.Thales avem   AC k  AF  ABk  AE k  AC 

     AF 

     AB

     AE  ;

    Dar

     NC  NB

     MF  ME 

     

      de unde exprimând vectorii de poziţiecu originea A avem:

       AC  AB AN      

    1

    1

    şi

      AN k  AC  ABk  AF  AE  AM   

        

       11

    1

    Ceea ce exprimă că punctele A,M,N sunt coliniare.

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    22/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 3/193Problema 3/193

    Fie un paralelogram ABCD.Notăm cu I mijlocul laturii AB şi considerăm punctul E situat pe [ID] astfel încât   ID IE 3

    1

    Arătaţi că punctele A, E, C sunt coliniare.

    A B

    CD

    I

    E

    ie:ie:ţţindicaindica

    Deoarece IE este o treime din ID avem

      AC  AB AD AI  AD AE  EI  ED

    3

    1

    3

    12

    21

    1

    2

    adică punctele A,E,C sunt coliniare

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    23/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 4/193Problema 4/193

    Fie paralelogramul AMNO şi punctele B, C astfel încât avem .2*,1

    11

      n N  ; nOM 

    nOC  ;ON 

    nOB

    Arătaţi că A, E şi C sunt puncte coliniare.

    ie:ie:ţţindicaindica

    A M

    NOB

    C

     ABn

    n

    OAOBn

    nOAON 

    nn

    nON OA

    nOAOM 

    nOAOC  AC 

    OC  AO AC 

    1

    1)

    1(

    11

    1

    1

    1

    adică punctele A,C,B sunt coliniare

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    24/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 5/193Problema 5/193

    Fie două triunghiuri ABC şi A’B’C’.Considerăm punctele ',','   CC C  BB N  AA M   

    astfel încât ',','   PC PC  NB NB MA MA        

    Arătaţi că centrele de greutate ale triunghiurilor ABC,A’B’C’ şi MNP sunt puncte coliniare.

    ie:ie:ţţindicaindica Notăm centrele de greutate respectiv cu G,G’ şi Q.

    Exprimând vectorii de poziţie (LEIBNIZ) avem:

    OPON OM OQ

    OC OBOAOG

    OC OBOAOG

    3

    1

    '''

    3

    1'

    3

    1Din ipoteză avem :

    '11

    '1

    1

    '1

    1

    OC OC OP

    OBOBON 

    OAOAOM 

      

      

      

    Fie O , un punct oarecare din plan.

    Atunci :

    '11

    '''33

    1

    1

    1

    '1

    1'

    1

    1'

    1

    1

    3

    1

    OGOGOC OBOAOC OBOA

    OC OC OBOBOAOAOQ

      

     

     

      

      

      

    Alegem O = Q şi avem'QGQG     adică G,G’ şi Q sunt coliniare.

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    25/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 6/193Problema 6/193

    Fie un triunghi ABC şi punctele M, N astfel încât avem  Rr  NC r  NB AC  AB AM    ,;2

    Determinaţi r astfel încât punctele A, M şi N să fie coliniare.

    ie:ie:ţţindicaindicaExprimăm vectorul de poziţie al lui N în raport cu originea A )(

    1

    1 AC r  AB

    r  AN   

    A,M,şi N să fie coliniare   AM  AN         ,

     AC  AB AC r  ABr  2)(1 1  

    2

    1

    1

    21

    1

    r r 

     

     

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    26/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 7/193Problema 7/193

    Fie un paralelogram ABCD.Considerăm punctele E, F astfel încât   AD AF  AB BE  3,2

    1

    Arătaţi că punctele E, F şi C sunt coliniare.

    ie:ie:ţţindicaindica

    AB E

    CD

    F

    Arătăm că:   CF  EC  2 care exprimă coliniaritatea E,F şi C.

     BC  AB AD AB AD AF CD DF CDCF 

     BC  AB BC  EB EC 

    22

    2

    1

    cctd

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    27/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 8/193Problema 8/193

    Fie un triunghi ABC unde notăm centrul cercului circumscris cu O şi ortocentrul cu H. Arătaţi că :   HO HC  HB HA 2

    ie:ie:ţţindicaindica

    Scriem relaţia lui Sylvester  OH OC OBOA

      A

    B CO

    H

    Avem :

     HC OH OC 

     HBOH OB

     HAOH OA

    +

     HOOH  HC  HB HA HC  HB HAOH OH  223  

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    28/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 9/193Problema 9/193

    Fie un triunghi ABC. Considerăm punctele   3

    1cu',

    2

    1

    '

    'cu'  

    SA

    SA'  AAS 

     B A

    C  A BC  A şi notăm CS ∩AB = {M}

    Arătaţi că M este mijlocul laturii [AB].

    ie:ie:ţţindicaindica A

    B C

    M

    A’

    S

    Aplicăm T.Menelaus în ΔABA’ cu M, S, C.

     MB MACA

    CA

     MB

     MA

    CA

    CB

    SA

    SA

     MB

     MA 1

    313'31

    ''

    3

    1

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    29/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 10/193Problema 10/193

    Fie ABC un triunghi. Notăm cu M mijlocul lui [BC],notăm cu N mijlocul lui [AM] şi CN ∩ AB = {P}.Arătaţi că a) BP = 2AP şi b) PC = 4PN.

    ie:ie:ţţindicaindica A

    BC

    M

    NP

    a) T.Menelaus în ΔABM cu P, N, C.   PBPACM 

    CB

     NA

     NM 

    PB

    PA21  

    1 2

    b) T.Menelaus în ΔBPC cu A, N, M.

    411  

    PC 

    PN 

    PC 

    PN 

     AP AB

     AP

    CN 

     NP

     AB

     AP

     MC 

     MB

     NP

     NC 

     AB

     AP

    1

    11/193P bl 11/193

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    30/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 11/193Problema 11/193

    Fie triunghiul ABC dreptunghic în A şi C=30°.Considerăm bisectoarea BT,T situat pe segmentul AC şi î nălţimea AE, E situat pe segmentul BC. Paralela prin C la BT taie AB în F. Arătaţi că punctele F, E şi T sunt coliniare.

    ie:ie:ţţindicaindica

    E

    A

    B

    F

    T

    C

    30 30

    3030 3030

    c

    ab

    2

    ac AB   3

    4

    3,

     EB

     EC a EC 

    a EB

    T.bisectoarei

    2

    12 a

    a

    TC 

    TA

    3

    2

    2

    3,  

    FA

    FBaFAaFB

    Atunci:1

    3

    2

    1

    3

    2

    1

    FA

    FB

     EB

     EC 

    TC 

    TA R.T.Men.F,E şi T sunt coliniare

    P bl 12/193P bl 12/193

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    31/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 12/193Problema 12/193

    Fie T un punct în interiorul triunghiului ABC.Dreptele AT , BT şi CT intersectează [BC], [CA], [AB] respectiv în punctele M, N, P.Dacă T este centrul de greutate al triunghiului MNP,arătaţi că T este centrul de greutate al triunghiului ABC.

    ie:ie:ţţindicaindica A

    B CM

    NP

    C’

    A’

    B’T

    T.Menelaus în ΔPMC cu B,B’;T )1(1'

    '

    TC 

    TP

     BC 

     BM 

    TP

    TC 

     M  B

    P B

     BC 

     BM 

    T.Menelaus în ΔPNC cu A,A’;T )2(1'

    '

    TC 

    TP

     AC 

     AN 

    TP

    TC 

     N  A

    P A

     AC 

     AN 

     AB MN  AC 

     AN 

     BC 

     BM  // 

    =1

    =1

    C’ mijloc P mijlocul ABanalog M,N

    Problema 13/193Problema 13/193

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    32/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 13/193Problema 13/193

    Fie ABC un triunghi şi punctele coliniare .,,   ABPCA N  BC  M     Notăm M’, N’, P’ simetricele acestor puncte î n raport cu mijlocul laturii pe care se află fiecare.Arătaţi că punctele M’, N’, P’ sunt coliniare.

    ie:ie:ţţindicaindica

    B

    P’

    P

    MM’

    C

    N’N

    Q

    Avem'

    '

    '

    '

     BM 

    C  M 

     BQQM 

    QM QC 

    QC  MQ

     MQ BQ

     MC 

     MB

    analog

     AP

     BP

    PB

    PA

    C  N 

     A N 

     NA

     NC 

    '

    ''

    '

    T.Menelaus în ΔABC cu P,M,N.

    1 NA

     NC 

     MC 

     MB

    PB

    PA înlocuim 1

    '

    '

    '

    '

    '

    '

    C  N 

     A N 

     B M 

    C  M 

     AP

     BP

    M’,N’,P’ sunt coliniare

    Problema 14/193Problema 14/193

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    33/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 14/193Problema 14/193

    Fie un triunghi ABC şi punctele    ABC  AC  B BC  A   ',',' astfel încât cevienele AA’,BB’ şi CC’ sunt concurente în M.Arătaţi că ,8

    '''   MC 

     MC 

     MB

     MB

     MA

     MAcu egalitate   M este centrul de greutate al triunghiului ABC.

    ie:ie:ţţindicaindicaA

    B C

    A’

    B’C’

    M

     Notăm   p BC 

     AC n

     A B

    C  Bm

    C  A

     B A

    '

    ';

    '

    ';

    '

    '

    Aplicăm relaţia lui Van Aubel:

    mn

     A B

    C  B

     B A

    C  A

     MC 

     MC  p

    m

     AC 

     BC 

    C  A

     B A

     MB

     MB

    n p

    C  B

     A B

     BC 

     AC 

     MA

     MA

    1

    '

    '

    '

    '

    '

    1

    '

    '

    '

    '

    '

    1

    '

    '

    '

    '

    '

    82222111

    2...111

    1'''

       

      

     

     

      

     

     

      

     

     

      

     

     

      

     

     

      

     

     p p

    mm

    nn

    mn

     pm

    n p

     MC 

     MC 

     MB

     MB

     MA

     MA

    dacă

    1....021

    21

    21

    8111

    2    

      

     

     

      

     

     

      

     

     

      

     

     

      

     

     

      

        pnm

     p p

    mm

    nn

     p p

    mm

    nn

    adică A’,B’.C’ mijloace

    Problema 15/193Problema 15/193

  • 8/17/2019 Probleme-Coliniaritate,concurenta.pdf

    34/34

    Ciocotişan Radu

    Problema 15/193Problema 15/193

    În triunghiul ABC bisectoarele AA’, BB’ şi CC’ se intersectează în punctul I.  Arătaţi că sunt echivalente afirmaţiile:

    8'''

    )

    6'''

    )

    )

     IC 

     IC 

     IB

     IB

     IA

     IAc

     IC 

     IC 

     IB

     IB

     IA

     IAb

    lechilatera ABC a

    ie:ie:ţţindicaindica A

    B C

    I

    A’

    B’C’

    (a→b) Dacă a=b=c avem2

    '

     

    a

    aa

     IA

     IA

    c

    ba

     IC 

     IC 

    b

    ca

     IB

     IB

    a

    cb

     IA

     IA  

    ';

    ';

    '

    Ştim că:

    b)

    (a→c) analog

    (b→a)   cbac

    a

    a

    c

    c

    b

    b

    c

    b

    a

    a

    b

    c

    a

    c

    b

    b

    c

    b

    a

    a

    c

    a

    b

     

      

     

     

      

     

     

      

        ...02226

    (b→c)

    82222...111'''

       

      

     

     

      

     

     

      

     

    a

    c

    a

    b

    c

    b

    b

    c

    b

    a

    c

    a

    b

    c

    c

    b

    a

    c

    c

    a

    b

    a

    a

    b

     IC 

     IC 

     IB

     IB

     IA

     IA

    (c→a)

    cbac

    b

    b

    c

    a

    c

    c

    a

    a

    b

    b

    a

    a

    c

    a

    b

    c

    b

    b

    c

    b

    a

    c

    a

     

      

     

     

      

     

     

      

      ...0222811