Mathématiques du secondaire qualifiant

Le barycentre dans le plan (7)

4- Coordonnées du barycentre

4.1 barycentre de 2 points

4.1.1 Rappel

G est le barycentre de (A;a) et (B;b)
⇔ (∀M∈P): aMA+bMB=(a+b)MG.
En posant M=O on obtient

OG = a OA+ b OB
a+b a+b
4.1.2 Propriété

Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i;j). On considère dans ℙ deux points A(xA;yA) et B(xB;yB).
Le point G(xG;yG) est le barycentre des points pondérés (A;a) et (B;b) signifie

{ xG = axA+bxB
a+b
yG = ayA+byB
a+b

Exemple
Le plan ℙ est rapporté au repère orthonormé (O;i;j). On considère dans ℙ deux points A(-1;5) et B(3;4).
1) Montrer que (A;2) et (B;8) admettent un barycentre G.
2) Déterminer G(xG;yG).

Correction
1) 2+8=10≠0 donc A et B admettent un barycentre G.

2) Coordonnées de G

{ xG = 2.(-1)+8.3
2+8
yG = 2.5+8.4
2+8

donc G(2,2 ; 5,2).

4.2 Barycentre de 3 points

4.2.1 Propriété

Le plan est rapporté à un repère orthonormé (O;i;j). On considère dans ℙ le barycentre G(xG;yG) des points pondérés (A;a) ; (B;b) ; (C;c) tels que A(xA;yA) ; B(xB;yB) et C(xC;yC).

{ xG = axA+bxB+cxC
a + b + c
yG = ayA+byB+cyC
a + b + c
4.2.2 Exemple

Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i;j). On considère dans ℙ les points A(1;2); B(3;1); C(2;5) et D.
1) Est ce que les points (B;-4); (C;7); (D;-3) admettent un barycentre G ?
2) Montrer que (A;-2) ; (B;4); (C;3) admettent un barycentre G.
3) Déterminer G(xG;yG).

Correction

1) -4+7-3=0 donc (B;-4); (C;7) et (D;-3) n'admettent pas de barycentre.
2) -2+4+3=5≠0 donc (A;-2) ; (B;4) et (C;3) admettent un barycentre G.
3) Coordonnées de G

{
xG =-2.1+4.3+3.2
-2+4+3
yG =-2.2+4.1+3.5
-2+4+3

4.3 Barycentre de 4 points

Propriété

Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i;j). On considère dans ℙ les points A(xA;yA) ; B(xB;yB) ; C(xC;yC) et D(xD;yD).
G(xG;yG) est le barycentre de (A;a); (B;b); (C;c); (D;d) signifie

{ xG = axA+bxB+cxC+dxD
a + b + c +d
yG = ayA+byB + cyC+dyD
a + b + c + d