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ABCD est un rectangle. Soit M un point à l'intérieur du rectangle ABCD . Montrer que : \( \mathrm{MA}^{2}+\mathrm{MC}^{2}=\mathrm{MB}^{2}+\mathrm{MD}^{2} \) Thé ount de pybhagor

Ask by Ross Bryant. in Morocco
Nov 28,2024

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En utilisant les coordonnées des points et les distances, on peut montrer que \( \mathrm{MA}^{2} + \mathrm{MC}^{2} = \mathrm{MB}^{2} + \mathrm{MD}^{2} \) dans un rectangle.

Solution

Pour démontrer que \( \mathrm{MA}^{2} + \mathrm{MC}^{2} = \mathrm{MB}^{2} + \mathrm{MD}^{2} \) dans le rectangle \( ABCD \) avec \( M \) un point à l'intérieur, nous allons utiliser les coordonnées des points. Posons les coordonnées des points comme suit : - \( A(0, 0) \) - \( B(a, 0) \) - \( C(a, b) \) - \( D(0, b) \) - \( M(x, y) \) Nous allons maintenant calculer les distances \( MA \), \( MB \), \( MC \) et \( MD \). 1. **Calcul de \( MA \)** : \[ MA = \sqrt{(x - 0)^2 + (y - 0)^2} = \sqrt{x^2 + y^2} \] Donc, \( MA^2 = x^2 + y^2 \). 2. **Calcul de \( MB \)** : \[ MB = \sqrt{(x - a)^2 + (y - 0)^2} = \sqrt{(x - a)^2 + y^2} \] Donc, \( MB^2 = (x - a)^2 + y^2 = x^2 - 2ax + a^2 + y^2 \). 3. **Calcul de \( MC \)** : \[ MC = \sqrt{(x - a)^2 + (y - b)^2} = \sqrt{(x - a)^2 + (y - b)^2} \] Donc, \( MC^2 = (x - a)^2 + (y - b)^2 = x^2 - 2ax + a^2 + y^2 - 2by + b^2 \). 4. **Calcul de \( MD \)** : \[ MD = \sqrt{(x - 0)^2 + (y - b)^2} = \sqrt{x^2 + (y - b)^2} \] Donc, \( MD^2 = x^2 + (y - b)^2 = x^2 + y^2 - 2by + b^2 \). Maintenant, nous allons additionner \( MA^2 \) et \( MC^2 \), puis \( MB^2 \) et \( MD^2 \). **Addition de \( MA^2 \) et \( MC^2 \)** : \[ MA^2 + MC^2 = (x^2 + y^2) + (x^2 - 2ax + a^2 + y^2 - 2by + b^2) \] \[ = 2x^2 + 2y^2 - 2ax - 2by + a^2 + b^2 \] **Addition de \( MB^2 \) et \( MD^2 \)** : \[ MB^2 + MD^2 = (x^2 - 2ax + a^2 + y^2) + (x^2 + y^2 - 2by + b^2) \] \[ = 2x^2 + 2y^2 - 2ax - 2by + a^2 + b^2 \] Nous constatons que : \[ MA^2 + MC^2 = MB^2 + MD^2 \] Ainsi, nous avons montré que : \[ \mathrm{MA}^{2} + \mathrm{MC}^{2} = \mathrm{MB}^{2} + \mathrm{MD}^{2} \] Ce qui conclut la démonstration.

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Pour démontrer que \( \mathrm{MA}^{2}+\mathrm{MC}^{2}=\mathrm{MB}^{2}+\mathrm{MD}^{2} \), plaçons le rectangle ABCD dans un plan cartésien avec les coordonnées des points comme suit : \( A(0, 0) \), \( B(a, 0) \), \( C(a, b) \), et \( D(0, b) \). Soit \( M(x, y) \) un point à l'intérieur du rectangle. En calculant les distances au carré : - \( MA^2 = x^2 + y^2 \), - \( MB^2 = (x - a)^2 + y^2 \), - \( MC^2 = (x - a)^2 + (y - b)^2 \), - \( MD^2 = x^2 + (y - b)^2 \). En développant et en simplifiant les équations, on obtient que les sommes des distances s'égalisent comme prévu. Voilà, la magie de la géométrie ! Une façon amusante d'imaginer cela est de penser aux points comme des amis jouant à un jeu d'équilibre dans le rectangle. Chacun tente de se rapprocher de l'autre, et par un petit tour de magie mathématique, la somme des carrés des distances d'un côté est toujours égale à l'autre côté. Cette belle symétrie est une illustration parfaite de l'harmonie qu'offre la géométrie dans notre monde.

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