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Démonstration géométrique d'une propriété de la cycloïde

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Academic year: 2022

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N OUVELLES ANNALES DE MATHÉMATIQUES

A NDRÉ V ICAIRE

Démonstration géométrique d’une propriété de la cycloïde

Nouvelles annales de mathématiques 3

e

série, tome 16 (1897), p. 430-431

<http://www.numdam.org/item?id=NAM_1897_3_16__430_0>

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( 43o )

[02e]

DÉM0\STRATI0\ GÉOMÉTRIQUE D'UNE PROPRIÉTÉ DE LA CYCLOIDE ;

P4R M. ANDRÉ VICAIRE.

La courbe telle que la distance de chacun de ses points au centre de courbure correspondant de la dé-

veloppée soit constante est une cycloïde.

Cette propriété se trouve démontrée par l'Analyse dans les Exercices de Calcul différentiel et intégral de Tisserand (p. ^52). On peut y aniver géométrique-

ment de la façon suivante :

Soient c le centre de courbure de la courbe («), (o celui de la développée (<••>)• Considérons le déplace-

ment de la droite de grandeur invariable ato. Le centre instantané est le point d'intersection des normales à ( a ) en a, à (w) en to. II est donc à l'infini et atù se dé- place parallèlement à elle-même.

D'autre part, on sait, d'après un théorème de

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( 4 3 .

)

M. Mann hei in, que la normale eu m, milieu de ac, au lieu décrit par ce point, s'obtient en joignant m à JJL mi- lieu de wc. Le lieu de ni a donc sa tangente parallèle à une direction fixe; c'est une droite nit perpendiculaire à ato.

Construisons un cercle tangent en ni à mt et passant par a. Abaissons de son centre O.la perpendiculaire O/

sur am. Les triangles Ofm, arto sont semblables; et comme ini est le quart de <7f, Oui rayon du cercle est donc le quart de la longueur constante ato.

Supposons que ce cercle de rayon constant se déplace en restant tangent à mt, de façon que a, point fixe de sa circonférence, décrive la courbe ( # ) , ce qui est pos- sible d'après ce qu'on vient de dire. Le centre instan- tané se trouve sur la normale au cercle, en 77/, point où ce cercle touche son enveloppe, et sur la normale am à la trajectoire de a. C'est donc 77*.

Le cercle étant le lieu des centres de rotation, dans la figure mobile, roule sans glisser, sur la droite mt, lieu des centres de rotation dans le plan fixe.

a décrit donc une cycloïde.

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