Centre d'Euler d'un quadrilatère

2 - Preuve de l'existence de ce centre

[1 - Définition et propriétés] [3 - Preuve du centre d'une hyperbole équilatère]
[4 - Preuve dans le cas du quadrilatère inscrit] [5 - Itération de la construction]

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ABCD est un quadrilatère, I, J, K, L, U et V les mileiux des côtés et des diagonales comme ci-contre.

Soit E l'autre intersection que J des cercles d'Euler de ABC et BCD. E est différent de J car les triangles IJU et JKV sont de vrais triangles. On se propose de vérifier que E, U, K, L sont cocycliques, ce qui prouvera que le cercle d'Euler de ACD passe aussi par E. On ferait de même pour le quatrième cercle.

PreuveE1.fig

La preuve se fait avec des angles de droites - et non des angles géoémtriques ou de vecteur comme pourrait le laisser penser l'illustration : les arguments sont alors corrects même si le quadrilatère n'est pas convexe.

Pour éviter des lourdeurs d'écriture, on notera dans cette page (AB, CD) l'angle orienté des droites (AB) et (CD).

CUIJ et CKLU étant des parallèlogrammes, on a (par exemple par symétrie centrale) :

(CB, CA) = (IU, IJ) et (CD, CA) = (LU, LK)

De même on a (VJ, VK) = (CD, CB) car CKVJ est un parallélogramme.

Par Chasles, on peut écrire (EU, EV) = (EU, EJ) + (EJ, EK).

Puique que E est sur le cercle IUJ (d'Euler de ABC), on a (EU, EJ) = (IU, IJ) = (CB, CA).

E étant aussi sur le cercle JVK, on a aussi (EJ, EK) = (VJ, VK) = (CD, CB)

Il vient donc (EU, EV) = (CB, CA) + (CD, CB) = (CD, CA) = (LU, LK).

Comme U, K, L ne sont pas alignés, cela signifie que les 4 points E, U, K, L sont cocycliques. E est ainsi sur le cercle d'Euler de ACD. Par permutation circulaire sur les sommets du quadrilatère, E est aussi sur le cercle d'Euler de BDC. Les quatre cercles d'Euler sont concourants.

 

 

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