Université d'été 96

Extraits de la conférence de Michel Guillerault

5 - Utilisation point de Frégier
Axes et axe focal d'une conique à centre

[1 - Préliminaires] [2 - Généralités sur les coniques] [3 - Coniques comme homologue harmonique d'un cercle]
[4 - Point de Frégier] [6 - Diverses déterminations des foyers] [7 - Tangentes communes à deux coniques]
[8 - Normales à une conique issue d'un point] [Complément : Paraboles passant par 4 points]
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Axes de symétrie d'une conique

Pour déterminer les axes d'une conique - dont on a construit le centre O par une macro précédente - il suffit de pouvoir construire un triangle rectangle inscrit dans la conique.

Pour faire la figure ci-contre, on a besoin de :

Charger la macro Centre d'une conique (ConikCtr.mac) et Point de Frégier (Fregier.mac)

Rappel : la macro Frégier est appliquable directement aux 2°, 3° et 4° points constituants de la conique.

Pour cela, on prend un point P de la conique. Soit F le point de Frégier associé (la macro précédente s'applique directement à trois des points constituants). La droite (CF) coupe la conique en deux points P et Q qui conviennent. Les médiatrices de [PQ] et de [PR] sont les axes de la conique.

La macro Axes de conique à centre (fichier AxesHE.mac)

Cas de la parabole

 

On peut utiliser la propriété suivante :

Si A est un point de la parabole et F le point de Frégier associé, le milieu de [AF] est un point de l'axe de la parabole.

En appliquant deux fois la macro Frégier, on obtient l'axe.

 

La macro Axe d'une parabole (fichier AxeP.mac)

Point de Frégier et axe focal d'une conique

L'utilisation de l'axe focal d'une conique à centre va être déterminante pour les constructions des foyers comme proposé dans la page suivante.

Mais il semble bien que(1) la construction de l'axe focal d'une conique à centre dans tous les cas ne soit pas abordable facilement. Nous allons donc proposer une construction pour les ellipses et une autre pour les hyperboles.

(1) Sauf une démarche de type "macros booléennes" comme les aime abraCAdaBRI, mais ce serait hors propos dans ce contexte. Nous en reparlerons dans Alice ...

Cas d'une ellipse

Soit O le centre de l'ellipse, et F le point de Frégier d'un point M de l'ellipse de centre O. Alors l'axe focal est la bissectrice intérieure de l'angle MOF.

Comme on sait que la macro Frégier peut s'appliquer à trois des points constituants de l'ellipse, on peut faire une figure transformable en macro sans adjonction de point supplémentaire.

La macro Axe focal d'une ellipse (fichier AxeFocE.mac) ou La figure AxeFocE.fig (avec les asymptotes de l'hyperbole pour visualiser la discussion suivante)

Mais cette démarche n'aboutit pas systématiquement dans le cas de l'hyperbole, comme illustré ici avec les asymptotes :

 

En fait la construction est encore valable pour les hyperbole à excentricité strictement inférieure à sqrt(2) - ie jusqu'à l'hyperbole équilatère non comprise - comme illustré à gauche, et ensuite, pour une excentricité supérieure à sqrt(2), l'axe focal est la bissectrice extérieure du même angle :

Sur l'illustration de droite, on voit que la même construction donne l'autre axe.

Il faut donc une construction spécifique pour l'hyperbole.


Cas d'une hyperbole

Si on souhaite faire la figure soi-même, il faut

Charger les macros Asymptote à une hyperbole (fichier Asympt.mac) et Polaire d'un point (fichier Polaire.mac)

 

Pour traiter les deux cas de l'hyperbole, on peut utiliser un résultat déjà mentionné sur la polaire d'un point (en Page 1). On a vu en effet que si un point P est à l'extérieur de l'hyperbole mais entre l'hyperbole et ses asymptotes, la polaire de ce point coupe l'hyperbole en deux points d'une même branche.

On est alors assuré que cette droite coupe les asymptotes en deux points U et V tels que l'axe focal est la bissectrice intérieure de l'angle UOV, où O est le centre de l'hyperbole.

La figure AxeFocH.fig ou La macro AxeFocH.mac

 

[1 - Préliminaires] [2 - Généralités sur les coniques] [3 - Coniques comme homologue harmonique d'un cercle]
[4 - Point de Frégier] [6 - Diverses déterminations des foyers] [7 - Tangentes communes à deux coniques]
[8 - Normales à une conique issue d'un point] [Complément : Paraboles passant par 4 points]
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