2.2 Etude g´eom´etrique des applications affines
Les homoth´etie-translations
Proposition 2.2.1. a) Une applicationaffine f:E→Eest une translation si et
seulement si son application lin´eaireassoci´ee est l’identit´e.
b)Pour λ/∈{0,1},une application affine f:E→Eest une homoth´etie de rapport λsi
et seulement si son application lin´eaireassoci´ee est λ−→
Id.
c) Une application affine f:E→Eest une homoth´etie ou une translation si et seule-
ment si son application lin´eaireassoci´ee est scalairenon nulle :λ−→
Id,avecλ6=0.
Corollaire 2.2.2. Les homoth´etie-translations forment un groupe.
Proposition 2.2.3. Les homoth´eties et les translations transforment une droite (respec-
tivement un sous-espaceaffine) en une droite parall`ele ((respectivement un sous-espace
affine parall`ele).
Exercice2.2.4.Soit Eun espace affine de dimension au moins ´egale `a 2. D´emontrer
qu’une application affine f:E→Equi transforme toute droiteen une droite parall`ele
est une homoth´etie ou une translation.
Discussion de la composition d’homoth´eties et de translations. Construction du
centre d’une homoth´etie. Application :le th´eor`emede M´en´elaus via les homoth´eties.
Exercice2.2.5.D´emontrer que si A,B,A′,B′sontquatre points distincts tels que les
droites (AB)et (A′B′)sontparall`eles, alors il existe une unique homoth´etie-translation
qui transforme (A, B)en (A′,B′). Aquelle condition est-ce une homoth´etie ?Dans le
cas de la g´eom´etrie r´eelle, construire le centre de l’homoth´etie (distinguer les cas non
align´es et align´es).
Les projections
D´efinition 2.2.6. Dans un espace affine E,soientFun sous-espace affine et −→
Gun
sous-espace vectoriel suppl´ementaire de −→
Fdans −→
E.La projectionsur Fde direction −→
G
associe `a tout pointMl’unique intersection M′de Favec M+−→
G.
Proposition 2.2.7. a) Laprojection psur Fde direction −→
Gest une application affine,
et −→
pest la projection vectorielle sur −→
Fsuivant −→
G.
b) p◦p=p.
Th´eor`eme 2.2.8. Une application affine f:E→Etelle que f◦f=fest une
projection sur F=Im(f)=Inv(f),de direction le noyau de −→
f.
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