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Cercle orthoptique d'une ellipse

L2PTdifficulté 4/5Géométrie · Courbes paramétrées et coniquespar XiMathspas encore de copie envoyée▲ Utile · 0

Énoncé

Soit a>b>0a > b > 0 et E\mathcal{E} l'ellipse d'équation x2a2+y2b2=1\dfrac{x^2}{a^2} + \dfrac{y^2}{b^2} = 1.

  1. Montrer que la droite d'équation y=mx+py = mx + p est tangente à E\mathcal{E} si et seulement si p2=a2m2+b2p^2 = a^2 m^2 + b^2.
  2. Soit M(x0,y0)M(x_0, y_0) un point du plan tel que x02≠a2x_0^2 \neq a^2. Montrer que les pentes des tangentes à E\mathcal{E} issues de MM sont les racines réelles de l'équation (x02−a2) m2−2x0y0 m+y02−b2=0(x_0^2 - a^2)\, m^2 - 2 x_0 y_0\, m + y_0^2 - b^2 = 0.
  3. En déduire que l'ensemble des points d'où l'on peut mener à E\mathcal{E} deux tangentes perpendiculaires est le cercle d'équation x2+y2=a2+b2x^2 + y^2 = a^2 + b^2.

Indications

Indication 1

Pour 1, reporter y=mx+py = mx + p dans l'équation de l'ellipse : la droite est tangente quand l'équation du second degré obtenue a une racine double.

Indication 2

Pour 3, deux droites de pentes m1m_1 et m2m_2 sont perpendiculaires si et seulement si m1m2=−1m_1 m_2 = -1 : utiliser le produit des racines.

Indication 3

Traiter à part les points tels que x02=a2x_0^2 = a^2, pour lesquels une des tangentes est verticale.

Ta solution

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