Corrigé Epreuve 2005 : Tétraèdre

1) Les droites \left( OC\right) \perp \left( OA\right) car OAC
rectangle en O

 

de même \left( OC\right) \perp \left( OB\right) .

 

On a \left( OA\right) et \left( OB\right) sécantes en O

 

donc \left( OC\right) perpendiculaire au plan \left( OAB\right)

 

or la droite \left( AB\right) est incluse dans le plan \left( OAB\right) 
d'où \left( OC\right) orthogonale à \left( AB\right)

 

Par un procédé analogue on établit que (OA) orthogonale à
(BC) et (0B) orthogonale à (AC).

 

2)

a) H étant le projeté orthogonal de O sur \left( ABC\right) alors
\left( OH\right) \perp \left( ABC\right)

 

or \left( AB\right) \sqsubseteq \left( ABC\right) donc \left( OH\right)
\perp \left( AB\right)

 

et \left( AB\right) \perp \left( OC\right)

 

Ainsi \left( AB\right) \perp \left( OC\right) et \left( AB\right) \perp
\left( OH\right) \Rightarrow \left( AB\right) \perp \left( OCH\right)

 

b) \left( AB\right) \perp \left( OCH\right) et \left( CH\right) \perp
\left( OCH\right) \Rightarrow \left( AB\right) \perp \left( CH\right) \qquad
(1)

 

D'autre part \left( OB\right) \perp \left( AC\right) et \left( OH\right)
\perp \left( AC\right) \implies \left( AC\right) \perp \left( OBH\right)

 

or \left( BH\right) incluse dans \left( OBH\right) d'où \left(
AC\right) \perp \left( BH\right) \qquad (2)

En regroupant les résultats (1) et (2) on obtient :

 

\left( AC\right) \perp \left( BH\right) et \left( AB\right) \perp \left(
CH\right) d'où H est l'orthocentre de \left( ABC\right)

 

c) \left( AB\right) \perp \left( OCH\right) or \left( OCH\right) =\left(
OCK\right) donc \left( AB\right) \perp \left( OK\right)

D'où (OK) est une hauteur du triangle (OAB)

Calculons l'aire du triangle OAB de deux façons

 

Aire = \frac{~OA\times OB}{~2}=\frac{~OK\times AB}{~2} d'où 
~OA^{~2}\times OB^{~2}=OK^{~2}\times AB^{~2}

 

or AB^{~2}=~OA^{~2}+OB^{~2} ainsi OA^{~2}\times OB^{~2}=OK^{~2}\left(
OA^{~2}+OB^{~2}\right)

 

d'où \frac{~1}{OK^{~2}\ }=\frac{~1}{OA^{~2}\ }+\frac{~1}{OB^{~2}\ }

 

OIF
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