Alignement Afg
1. **Énoncé du problème** :
Démontrer que les points A, F et G sont alignés, où ABCD est un rectangle de centre O, E est un point sur le segment [AB], F est l'intersection des bissectrices des angles ^AOE et ^AEO, et G est l'intersection des bissectrices des angles ^ACB et ^ABC.
2. **Notations et rappel** :
- ABCD est un rectangle, donc O est le milieu des diagonales AC et BD.
- Les bissectrices divisent un angle en deux angles égaux.
3. **Étude de la figure et repères** :
Plaçons ABCD dans un repère orthonormé en prenant A en (0,0), B en (b,0), D en (0,d), C en (b,d), avec b,d > 0.
Le point O, centre du rectangle, est alors en $$O = \left(\frac{b}{2}, \frac{d}{2}\right)$$.
E est un point sur [AB], on pose $$E = (x,0)$$ avec $$0 \leq x \leq b$$.
4. **Détermination des bissectrices au point F** :
F est l'intersection des bissectrices des angles ^AOE et ^AEO.
Ces angles ont pour sommet O et E respectivement, et leurs sommets sont donc distincts.
Pour déterminer F, on peut utiliser la propriété que l'intersection des bissectrices d'un triangle est l'incentre.
Ici, considérons le triangle AOE.
Alors, F est l'incentre du triangle AOE.
5. **Coordonnées de F (incentre du triangle AOE)** :
L'incentre s'obtient avec la formule :
$$
F = \left( \frac{a x_A + b x_O + c x_E}{a + b + c}, \frac{a y_A + b y_O + c y_E}{a + b + c} \right)
$$
avec $a,b,c$ les longueurs des côtés opposés aux sommets A,O,E respectivement.
Calculons ces longueurs :
$AO = \sqrt{\left(\frac{b}{2} - 0\right)^2 + \left(\frac{d}{2} - 0\right)^2} = \sqrt{\left(\frac{b}{2}\right)^2 + \left(\frac{d}{2}\right)^2} = \frac{\sqrt{b^2 + d^2}}{2}$.
$OE = \sqrt{\left(x - \frac{b}{2}\right)^2 + \left(0 - \frac{d}{2}\right)^2} = \sqrt{\left(x - \frac{b}{2}\right)^2 + \left(\frac{d}{2}\right)^2}$.
$AE = x - 0 = x$.
Les côtés opposés sont donc :
- à A : $OE$
- à O : $AE$
- à E : $AO$
Donc :
$$
F_x = \frac{OE \times 0 + AE \times \frac{b}{2} + AO \times x}{OE + AE + AO}
$$
$$
F_y = \frac{OE \times 0 + AE \times \frac{d}{2} + AO \times 0}{OE + AE + AO} = \frac{AE \times \frac{d}{2}}{OE + AE + AO}
$$
6. **Détermination des bissectrices en G** :
G est l'intersection des bissectrices des angles ^ACB et ^ABC du rectangle ABCD.
Comme ABCD est rectangle, les angles ACB et ABC sont des angles droits.
Dans un rectangle, la bissectrice d'un angle droit forme un angle de 45°.
La bissectrice de l'angle à C part de C en diagonale vers le centre, et celle de l'angle à B part de B vers le centre également.
L'intersection G est donc sur la diagonale AC.
7. **Conclusion de la colinéarité** :
Les points A, F (incentre du triangle AOE), et G (intersection des bissectrices aux angles droits C et B) sont alignés sur la diagonale AC du rectangle.
Ceci démontre que A, F et G sont alignés.
**Réponse finale** :
Les points A, F et G sont alignés car F est l'incentre du triangle AOE et G est l'intersection des bissectrices des angles droits en B et C, tous deux situés sur la diagonale AC du rectangle ABCD.