Tu prends c et c' dans C.
Tu as donc a,a' dans A et b,b' dans B tels que
c est dans le segment [a,b] et c' dans le segment [a',b'].
c = t.a + (1-t)b
c'= t'a' + (1-t')b'
Tu prends 0<t"<1, et tu regardes c" = t"c+(1-t")c'
En développant les calculs, tu vas trouver :
c" = t".t.a + (1-t").t'.a' + t"(1-t).b + (1-t").(1-t').b'
Or, tu as que : t".t + (1-t").t' + t".(1-t) + (1-t").(1-t') = t".1 + (1-t").1 = 1.
Donc, en posant s = t".t + (1-t").t', tu as 0<s<1, et (1-s) = t".(1-t) + (1-t").(1-t').
Cela donne :
c = s.[ (t".t/s).a + ((1-t").t'/s).a'] + (1-s)[ ( t"(1-t)/s).b + ((1-t")(1-t')/s).b']
c = s.a" + (1-s).b"
Par choix de s, on a bien (t".t/s) et ((1-t").t'/s) positifs, avec (t".t/s)+((1-t").t'/s) = s/s = 1.
Donc, a" est une combinaison convexe de a et a', donc c'est un élément de A.
Idem pour b" qui sera dans B.
Donc, c" est dans C comme combinaison convexe de a" et b".
Enfin, c'est juste des calculs bateau de combinaisons convexes pour voir que quand on prend ABB'A' un quadilatère, la combinaison convexe de deux points sur AB et B'A' est aussi la combinaison convexe de deux points sur A'A et BB'. 