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Equation cartésienne de cercle dans le plan.

Posté par
Saab
09-01-11 à 00:16

Bonsoir!
J'ai un exercice à terminer pour le prochain cours mais je n'y comprends rien du tout...
Pourriez vous m'aider?
Voici l'énoncé:
On considère 3 points: A(-3;5) B(2;4) & oméga (-1;-2)
Soit C1 le cercle de diamètre AB & C2 le cercle de centre oméga & de rayon 5.
1) déterminer une équation cartésienne de chacun des cercles.
Bon là c'est ok, j'ai eu: x²+y²+x-9y+14=0: équation cartésienne de C1
& x²+y²+2x+4y-20=0: équation cartésienne de C2
2)Les cercles C1 & C2 sont ils sécants? si oui déterminer les coordonnées des points d'intersections.
J'ai essayé de résoudre le système d'équation avec les 2 équations je trouve 170y²-906y=-1204(1)
x=34-13y
& là je ne sais plus quoi faire du tout... Aidez moi s'il vous plait!!

Posté par
dhalte
re : Equation cartésienne de cercle dans le plan. 09-01-11 à 00:26

ben, tu as une équation du second degré en y. Tu ne sais pas la résoudre ?

Posté par
Saab
re : Equation cartésienne de cercle dans le plan. 09-01-11 à 00:50

Ah oui si, si avec le discriminant delta! j'avais oublié =S.
Voilà: Delta= (-906)²-4(170x1204)=2116.
delta superieur à 0 alors, 2 racines (donc 2 points d'intersections ?):
y=environ 2,52 & y'=environ 2,8.
Ca voudrait dire que c'est ça les 2 points d'intersection?

Posté par
dhalte
re : Equation cartésienne de cercle dans le plan. 09-01-11 à 10:32

plusieurs remarques

1) si tu avais fait un schéma soigné avec tes points et tes deux cercles, tu aurais pu te contrôler toi-même et comprendre ce que tu faisais

2) tu trouves les deux racines du polynôme, et ce sont des réels, tu ne peux affirmer que ce sont les deux intersections, qui, elles, sont des points du plan

3) tu donnes des valeurs approchées, très approchées, ton énoncé te demande-t-il des valeurs approchées ? Si ce n'est pas le cas, en maths, on recherche alors des valeurs exactes

Posté par
Saab
re : Equation cartésienne de cercle dans le plan. 09-01-11 à 11:49

Bonjour merci de me répondre!

1) Pour le schéma j'en ai fait un, mais il ne m'aide pas vraiment... (c'est surement moi qui ne sais pas l'utiliser, je suis pas très méthodique...)
2)Oui mais ces 2 points du plan, que représentent ils? c'était une question & j'avais émis une hypothèse..
3) en fait si je l'avais dans un dm j'aurai mis biensur les valeurs exactes mais entre parentheses les approximations biensur ça donne: y=43/17 & y'=119/85
Désolée de toutes ces fautes...

Posté par
dhalte
re : Equation cartésienne de cercle dans le plan. 09-01-11 à 12:15

Equation cartésienne de cercle dans le plan.

Les deux cercles, leurs intersections C et D, et les coordonnées de C et D, repérées par les pointillés rouges, que tu dois déterminer

Les coordonnées exactes des points sont
5$D=(-\frac{12}5\,;\,\frac{14}5)
 \\ C=(\frac{19}{17}\,;\,\frac{43}{17})

Cercle de diamètre [AB], d'équation
5$x^2+y^2+x-9y+14=0
Cercle de centre 5$\Omega, de rayon 5
5$x^2+y^2+2x+4y-20=0

Pour trouver les coordonnées des points d'intersection, il faut résoudre le système
5$\{5$x^2+y^2+x-9y+14=0
 \\ x^2+y^2+2x+4y-20=0

On remarque la présence de l'expression 5$x^2+y^2 dans les deux équations, donc en soustrayant l'une à l'autre, on peut les éliminer, ce qui donne l'équation
5$x+13y=34

Etonnant, non ? Il s'agit d'une équation de droite.
En fait, les intersections devant vérifier les deux équations initiales, vérifient aussi la différence de celles-ci : ces deux points d'intersection sont sur la droite dont on a l'équation maintenant.

Equation cartésienne de cercle dans le plan.

La où ça devient intéressant : si ces cercles n'avaient pas d'intersection, on obtiendrait quand même une équation de droite en soustrayant les deux équations. Qu'est-ce que cette droite pourrait bien représenter pour ces deux cercles ? On ne va pas approfondir, cela dépasserait le cadre de cet exercice.

Donc on a maintenant trois équations, dont la troisième est beaucoup plus simple que les deux autres

5$\{5$x^2+y^2+x-9y+14=0
 \\ x^2+y^2+2x+4y-20=0
 \\ 5$x+13y=34

On peut obtenir x en fonction de y : 5$x=34-13y
et à ce moment-là éliminer la présence de x dans l'une des deux premières équations, ce qui ne laissera que des y
On peut choisir l'une comme l'autre, elles mènent toutes les deux à une équation du second degré en y
5$y^2-2\frac{459}{170}y+\frac{1204}{170}=0
forme canonique (je la préfère au discriminant)
5$(y-\frac{453}{170})^2=\frac{23^2}{170^2}

D'où les deux solutions de y
5$y_1=\frac{43}{17} et 5$y_2=\frac{14}5

Mais il ne faut pas se laisser noyer par les calculs, et garder à l'esprit la signification de ces deux valeurs : ce sont les ordonnées des deux points d'intersection.

Il faut maintenant déterminer les abscisses de ces deux points.

On pourrait prendre n'importe laquelle de ces trois équations  et remplacer y successivement par chacune des solutions trouvées

5$\{5$x^2+y^2+x-9y+14=0
 \\ x^2+y^2+2x+4y-20=0
 \\ 5$x+13y=34

Mais évidemment, il vaut mieux utiliser la dernière, tellement plus simple.
5$x=34-13y nous permet de calculer l'abscisse pour chaque ordonnée trouvée

5$y_1=\frac{43}{17}
nous donne
5$x_1=\frac{43}{17}
C'est une abscisse positive, donc c'est celle du point C de mon schéma

et 5$y_2=\frac{14}5
nous donne
5$x_2=-\frac{12}5

Cette abscisse est négative, c'est celle du point D.

Le schéma correctement réalisé nous conforte dans nos résultats de calcul dans la mesure où les valeurs lues semblent bien correspondre aux valeurs calculées.

Posté par
Saab
re : Equation cartésienne de cercle dans le plan. 09-01-11 à 12:29

Merci beaucoup...
mais y2 je trouve 7/5...
& l'équation de droite je l'ai trouvée mais le système d'équation je l'avais trouvé mais je n'avais laissé que 2 équations...
Ensuite merci beaucoup j'ai tout compris, avec vos explications je vais tout refaire, & comparer à la fin avec votre démonstration. merci beaucoup!!

Posté par
dhalte
re : Equation cartésienne de cercle dans le plan. 09-01-11 à 13:13

7/5 est entre 1 et 2

ce n'est pas en accord avec mon beau schéma.

Ensuite, tu n'avais laissé que 2 équations, bien sur. je t'ai indiqué qu'il y en avait 3, mais je n'en ai utilisé que 2 sur les trois. Simplement, puisqu'il y en a trois, il faut les examiner toutes les trois pour choisir celles qui sont le mieux adaptées à la recherche de la solution. Il se trouve ici que les deux premières se valent. Ce n'est pas toujours le cas. Ne rien négliger en voulant trop tôt simplifier.

Posté par
Saab
re : Equation cartésienne de cercle dans le plan. 09-01-11 à 13:16

Je note merci beaucoup! bon je vais chercher où se trouve mon erreur (je suis en train de tout refaire.) auriez vous des conseils à me donner pour être plus méticuleuse s'il vous plait?

Posté par
Saab
re : Equation cartésienne de cercle dans le plan. 09-01-11 à 13:21

(J'ai fait une erreur de simplification dans ma fraction, vous avez raison!)



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