D238. A la recherche du polygone régulier
Quatre points A, B, C et D sont situés dans cet ordre sur la circonférence d’un cercle. Les cordes AB, BC et CD sont égales entre elles et l’on a la relation 1/AB = 1/AC + 1/AD.
Montrer que les quatre points sont des sommets d’un polygone régulier dont on déterminera le plus petit nombre possible de côtés.
Solution de Paul Voyer:
Appelons l'angle DAC.
Dans le triangle ACD, les conditions de l'énoncé s'écrivent : - D=2 (intercepte deux fois l'arc AB=BC=CD) ; C=3 - 1/sinA=1/sinD+1/sinC, les sinus étant proportionnels aux côtés.
1/(sin)=1/sin(2)+1/sin(3)
sin2.sin3=sin.sin3+sin.sin2 -cos5+cos=-cos4+cos2-cos3+cos cos4+cos3-cos2-cos5=0
2cos(7/2) cos(/2)-2cos(7/2) cos(3/2)=0 cos(7/2) [cos(/2)-cos(3/2)]=0
cos(7/2) sin(2)sin=0
On trouve 7/2=/2+k, soit = 7
; (+2k 7
modulo 2pour les puristes).
L'angle au centre étant 7 2
, il s'agit d'un heptagone régulier (7 côtés).