2004 : Cube

 

On considère le cube ABCDEFGH d'arête 1 représenté ci-dessous,


 

1) Soit L, le centre du carré ABFE et J le milieu de [AL].
   

Soit la similitude directe du plan (ABF) telle que f(A)=L et f(B)=J.

 

a) Déterminer l'angle et le rapport de f.

 

b) Construire E'=f(E). Montrer que f(F) est le milieu du segment [AB].

 

c) Soit \Omega le centre de la similitude f. Montrer que les points \Omega , A, L et E d'une part et les points \Omega , A, B et J d'autre part sont cocycliques. En déduire une construction de \Omega.

 

d) Montrer que les droites (\Omega A) et (\Omega E) sont orthogonales.

 

2) On désigne par I le milieu du segment [FG] et toujours par L le centre du carré ABFE.

 

a) Vérifier que \overrightarrow{CL}=\overrightarrow{IH}\wedge \overrightarrow{IB}. En déduire l'aire du triangle IHB.

 

b) Calculer le volume du tétraèdre BCIH et en déduire la distance du point C au plan BIH.

 

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