Soit ABC un triangle et M un point de [BC]. Démontrer que M est le barycentre des points pondérés (B, aire(CAM)) et (C, aire(BAM)).

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Pour démontrer que M est le barycentre des points pondérés (B, aire(CAM)) et (C, aire(BAM)), nous devons montrer que :
aire(CAM) * vector(MB) + aire(BAM) * vector(MC) = vector(0)

  1. Définir les aires des triangles.

    Soit h la hauteur issue du sommet A sur la droite (BC).
    L'aire du triangle CAM est donnée par :
    aire(CAM) = (1/2) × CM × h

    L'aire du triangle BAM est donnée par :
    aire(BAM) = (1/2) × BM × h

  2. Substituer les expressions des aires dans l'équation du barycentre.

    Nous devons vérifier si :
    ( (1/2) × CM × h ) * vector(MB) + ( (1/2) × BM × h ) * vector(MC) = vector(0)

  3. Simplifier l'équation.

    On peut factoriser (1/2) × h de l'équation :
    (1/2) × h × [ CM * vector(MB) + BM * vector(MC) ] = vector(0)

    Puisque h ≠ 0 (le triangle ABC n'est pas dégénéré), l'expression entre crochets doit être nulle :
    CM * vector(MB) + BM * vector(MC) = vector(0)

  4. Utiliser la relation entre les vecteurs sur la droite (BC).

    Puisque M est un point du segment [BC], les vecteurs vector(MB) et vector(MC) sont colinéaires et de sens opposés.
    On peut écrire vector(MC) = -vector(CM).
    De plus, les longueurs BM et CM sont positives.
    L'équation devient :
    CM * vector(MB) + BM * (-vector(CM)) = vector(0)

    Nous savons que vector(MB) et vector(MC) sont dans des directions opposées. Donc, vector(MB) = - (BM/CM) * vector(MC).
    Substituons cela dans l'équation CM * vector(MB) + BM * vector(MC) = vector(0) :
    CM * ( - (BM/CM) * vector(MC) ) + BM * vector(MC) = vector(0)
    -BM * vector(MC) + BM * vector(MC) = vector(0)
    vector(0) = vector(0)

    L'égalité est vérifiée.

    Conclusion:
    Puisque aire(CAM) * vector(MB) + aire(BAM) * vector(MC) = vector(0), M est bien le barycentre des points pondérés (B, aire(CAM)) et (C, aire(BAM)).

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