D2909. Demi-cercle inscrit dans un quadrilatère
Le quadrilatère ABCD est tel que le milieu du côté BC est le centre d’un demi-cercle tangent aux trois droites [AB], [CD] et [DA].Exprimer la longueur du côté BC en fonction des longueurs des côtés AB et CD.
Solution
Le segment BC et le cercle admettent la médiatrice de BC comme axe de symétrie donc (ABO)=(OCD)=
π/2 - ϴ
Les tangentes issues de A et de D définissent des arcs au centre identiques respectivementα et β
Alors il y a l’égalité (COD) =
ϴ + β
et (BAO) =π/2 – α
Or en O,
ϴ+2α+2β+ϴ = π
, doncα = π/2-β-ϴ
, donc(BAO) =π/2 – ( π/2-β-ϴ ) = β+ϴ
On constate que(BAO) = (COD) =
ϴ + β
Les triangles BAO et COD ayant 2 angles égaux sont semblables.
Cela permet d’écrire l’égalité relative à leurs côtés respectifs : AB/OB = 0C/CD donc AB.CD = OB.OC= (BC/2)²
D’où la relation :
BC = 2
√𝑨𝑩. 𝑪𝑫ϴ
ϴ ϴ
α ϴ
ϴ
ϴ
α
ϴ
ϴ
α
ϴ
ϴ
β
ϴ
ϴ
β
ϴ
ϴ
π/2-ϴ
ϴ ϴ
π/2-ϴ
ϴ ϴ