Les barycentres pour démontrer


Élisabeth Busser

D'abord utilisée en physique et en mécanique, la notion de barycentre s'est révélée une source féconde de résultats en mathématiques. Problèmes d'alignement, d'incidence, de construction, de recherche de lieux : la géométrie peut difficilement s'en passer !

C’est surtout la remarquable propriété dite d’associativité du barycentre qui fait de ce concept un outil privilégié pour démontrer alignement de points et concours de droites. On parlera ici du barycentre d’un système de n points pondérés {A1(a1), A2(a2)… An(an)}. La propriété en question revêt une forme simple : on ne change pas le barycentre d’un système de points pondérés en remplaçant un ou plusieurs de ses points par leur propre barycentre, affecté de la somme (non nulle) des masses correspondantes. Associer (ou d’ailleurs dissocier) ainsi des points permettra non seulement de mettre en évidence des propriétés élémentaires de certaines configurations, mais de démontrer de façon rapide et élégante, en évitant tout calcul, qu’un certain nombre de points sont alignés, ou que plusieurs droites concourent en un même point.

 

Le b-a-ba du barycentre

Le barycentre, évanescent dans les programmes scolaires d’aujourd’hui, permet de situer des points les uns par rapport aux autres, et se montre bien utile même dans des contextes géométriquement simples. Par exemple, si l’on sait généralement que les trois médianes d’un triangle sont concourantes au « centre de gravité », on peut ignorer sa place réelle. En prenant le problème à l’envers et en s’intéressant au barycentre des trois sommets A, B ... Lire la suite