Lieux géométrique des points dont la somme des distances à deux droites est constant

Soient deux droites (d_1) et (d_2) sécantes en A. Le lieu des points dont la somme des distances à (d_1) et à (d_2) est constante est constitué des quatre côtés d’un rectangle.

Construction :

Soit P un point de ce lieu. Notons a = PP_1 + PP_2.

Soit P_3 le point de la droite (PP_1) tel que PP_3 = PP_2. Alors P_1P_3 = a.

On trace la droite perpendiculaire à (P_1P_3) passant par P_3. Cette droite coupe (d_2) en Q.

Q_1 est le projeté orthogonal de Q sur (d_1). QQ_1 = a donc Q appartient au lieu géométrique. Q est un point limite du lieu géométrique car une des deux distances, celle à (d_2) est nulle.

Puisque P est à égale distance de (d_1) et de (d_2), alors il appartient à la bissectrice de l’angle \widehat{P_3QP_2}.

Soient M un point de la droite (PQ), M_1 et M_2 les projetés orthogonaux respectifs de M sur (d_1) et (d_2). M appartient à la bissectrice de \widehat{P_3QP_2} donc MM_2 = MM_3.

Or M_1M_3 = P_1P_3 = a donc MM_1 + MM_3 = MM_1 + MM_2 = a. Par conséquent le point M appartient au lieu recherché.

Le point R, intersection de la droite (PQ) et de (d_1) est un autre point limite du lieu géométrique car une des deux distances, celle à (d_1) est nulle. Ainsi le segment [RQ] est inclus dans le lieu géométrique.

Par symétrie par rapport à A, le segment [EG] est aussi inclus dans le lieu géométrique. On complète ce lieu avec les segments [QE] et [GR].

Voir aussi : Lieux géométrique des points dont la différence des distances à deux droites est constant