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repere orthonormal


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terminalerepere orthonormal

#msg3916225 Posté le 14-12-11 à 21:14
Posté par Profilmarc95 marc95

bonsoir je block dans un exercice quelqu un pourra m aider svp ?

Dans un repère orthonormal (o,i,j,k) de l'espace, on considère la sphère S de centre A( 2 ; - 3 ; 1) et de rayon 2 et le plan P  d'équation . 3x - 6y + 2z = 0

1) Calculer la distance du point A au plan  P et en déduire que S et P n'ont pas de points communs.
2) Soit B le point de la sphère  S dont la distance au plan P est la plus courte.
Quelle est la distance du point B au plan P ?
3) Déterminer les coordonnées des vecteurs n et n' orthogonaux au plan P et de norme 2.
4) En déduire les coordonnées du point B.


merci d avance
re : repere orthonormal #msg3916290 Posté le 14-12-11 à 21:45
Posté par Profilmanubac manubac

bonsoir,

pour la 1ère question c'est facile tu as la formule suivante :

Soit le plan P et le point A dans l'espace. On appelle (xA, yA, zA) les coordonnées du point A et ax + by + cz + d = 0 l'équation représentative du plan P : alors la distance du point A au plan P, d<sub>A, P</sub> vaut :
d_{\mathrm{A}, \mathrm{P}} =\frac{\left| ax_\mathrm{A} + by_\mathrm{A} + cz_\mathrm{A} + d \right|}{\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}}

Calcule avec ton équation maintenant

De plus, tu sais que la sphère est de rayon 2, donc si la distance dA,P>2 , alors la partie de la sphère la plus proche du plan ne touchera toujours pas le plan, ce qui signifie que le plan P et la sphère P n'ont pas de points communs.

2) A ton avis ? je peux t'aider dis-moi juste ce que tu penses
3) Lorsque tu as un plan d'équation ax+by+cz+d=0 , alors le vecteur (a,b,c) est normal à ce plan. Tu veux un vecteur de norme 2; comme tout vecteur (x,y,z) a pour norme \sqrt{x²+y²+z²}. Toi tu ne veux pas ce vecteur là, mais deux vecteur de norme 2 alors pour cela, tu dois savoir que : si n(a,b,c) est normal au plan alors tout vecteur colinéaire à celui-ci est aussi normal au plan, donc tous les vecteurs normaux au plan seront de la forme n(ak,bk,ck) soit dans ton exemple : n(3k,-6k,2k). Donc tu cherches k tel que \sqrt{(3k)²+(-6k)²+(2k)²}=2
re : repere orthonormal #msg3916296 Posté le 14-12-11 à 21:50
Posté par Profilmanubac manubac

c'est mal écrit les lignes 3 à 5 , c'est plutôt ça :

Soit le plan P et le point A dans l'espace. On appelle (xA, yA, zA) les coordonnées du point A et ax + by + cz + d = 0 l'équation représentative du plan P : alors la distance du point A au plan P, dA,P vaut :
\Large d_{\mathrm{A}, \mathrm{P}} =\frac{\left| ax_\mathrm{A} + by_\mathrm{A} + cz_\mathrm{A} + d \right|}{\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}}
re : repere orthonormal #msg3916332 Posté le 14-12-11 à 22:18
Posté par Profilmanubac manubac

dis moi ce que tu arrives à faire et ce que tu arrives à ne pas faire, je pourrai mieux t'aider comme ça
re : repere orthonormal #msg3916489 Posté le 15-12-11 à 09:59
Posté par Profilmarc95 marc95

je vous remerci pour votre aider

1) je remplace a par 3 b par 6 et c par z ? et d par 0 ?
pour pouvoir faire le calcule
re : repere orthonormal #msg3916529 Posté le 15-12-11 à 11:36
Posté par Profilmanubac manubac

Tu trouves a, b et c tels que :

ax + by + cz + d = 0 3x - 6y + 2z = 0

Pour que les deux égalités ci-dessus soient équivalentes, tu dois avoir :

a= ? , b=?, c=?

Tu as bon pour a, je sais que tu peux trouver le reste
re : repere orthonormal #msg3916540 Posté le 15-12-11 à 11:54
Posté par Profilmarc95 marc95

  b = -6  c = 2 et d = o ?
re : repere orthonormal #msg3916580 Posté le 15-12-11 à 12:51
Posté par Profilmarc95 marc95

donc
d= module ( 6+18+2)/( racine ( 9+36+4)
=26/7 ??
re : repere orthonormal #msg3916788 Posté le 15-12-11 à 16:52
Posté par Profilmanubac manubac

c'est bien ça
re : repere orthonormal #msg3917329 Posté le 15-12-11 à 19:53
Posté par Profilmarc95 marc95

merci
pour la suit du 1) et en déduire que S et P n'ont pas de points communs.
on dit

on sais que la sphère est de rayon 2, donc si la distance dA,P>2 , alors la partie de la sphère la plus proche du plan ne touchera toujours pas le plan, ce qui signifie que le plan P et la sphère P n'ont pas de points communs.

c est bon ?
pour le 2) on fait comment ?
re : repere orthonormal #msg3917491 Posté le 15-12-11 à 21:24
Posté par Profilmanubac manubac

Citation :
on sais que la sphère est de rayon 2, donc si la distance dA,P>2 , alors la partie de la sphère la plus proche du plan ne touchera toujours pas le plan, ce qui signifie que le plan P et la sphère P n'ont pas de points communs.


Oui c'est ça

Fais-toi un dessin. Tu places un plan , une sphère de centre A et un point B de la sphère tel que soit le plus près possible de la sphère (la sphère ne doit pas toucher le plan car tu viens de le déduire)
A ton avis, vu le rayon de la sphère et la distance de la sphère au plan, quelle est la distance du point B au plan ? c'est simple, mais réfléchis
re : repere orthonormal #msg3917601 Posté le 15-12-11 à 22:16
Posté par Profilmarc95 marc95

on sais que le reyon du sphere est 2 et que le point b est situer sur le sphere donc il a come rayon 2
?
re : repere orthonormal #msg3917629 Posté le 15-12-11 à 22:31
Posté par Profilmarc95 marc95

donc la distance de b avec le plan P serais plus que 2 non ?
re : repere orthonormal #msg3917653 Posté le 15-12-11 à 22:40
Posté par Profilmanubac manubac

Ba c'est dA,P-2 !! (tu comprends pourquoi ?)
re : repere orthonormal #msg3917655 Posté le 15-12-11 à 22:41
Posté par Profilmanubac manubac

Est-ce que tu as fait le dessin que je t'ai dit ? juste pour savoir
re : repere orthonormal #msg3917664 Posté le 15-12-11 à 22:49
Posté par Profilmarc95 marc95

je vous pas pourquoi
j ai esseyer mais je vois pas comment vous faites
re : repere orthonormal #msg3917687 Posté le 15-12-11 à 22:59
Posté par Profilmanubac manubac

C'est dur à expliquer sans dessin, et je ne suis pas expert en dessin sur ordi faudrait que je m'y mette.

je serai ravi si quelqu'un pourrait venir te l'expliquer
re : repere orthonormal #msg3917697 Posté le 15-12-11 à 23:07
Posté par Profilmarc95 marc95

vous pouver pas m expliquer par les calcule ou des phrases en faite repondre a la quetion ? me dire commen vous avez fait  pour arriver a dire que dA,P-2
comme ca moi je vais esseyer de voir et d imaginer le dessin ?

merci encore
re : repere orthonormal #msg3917727 Posté le 15-12-11 à 23:37
Posté par Profilmanubac manubac

Tu as un plan (imagine ton mur)
Met un ballon devant mais ne le colle pas (c'est ta sphère)
Tu sais qu'entre le centre de la shpère et le plan, il y a au minimum la distance dA,P
B c'est le bout du ballon qui est tourné vers le mur. Le ballon tu sais que c'est une sphère de rayon 2.
Tu vois ? tu as la distance entre le centre de la sphère et le plan (sous-entendu la plus petite distance entre le centre de la sphère et le plan, comme je l'ai dit juste avant) qui est dA,P
Je sais pas si tu connais, mais on appelle aussi cette distance-là "projeté orthogonal" du point A (centre de la sphère) sur le plan P : c'est la droite perpendiculaire au plan P passant par A : et le segment de cette droite qui relie P au point A, c'est la distance dA,P
Et tu veux la distance entre B et le plan
Entre A et le plan, tu comprends bien qu'il y a la distance entre le plan et B + la distance entre A et B ? regarde sur ton ballon si tu veux bien comprendre. Du coup si tu dis que dB,P est la distance entre le point B et le plan P (la plus petite distance possible sous-entendu) et dA,B la distance entre les points A et B (donc le rayon de la sphère , donc 2) alors tu as : dA,P = dB,P + dA,B = dB,P + 2
Donc dB,P = dA,P - 2

Il y a quelque chose que tu ne comprends pas ? dis-moi
re : repere orthonormal #msg3917807 Posté le 16-12-11 à 11:25
Posté par Profilmarc95 marc95

oui j ai tres bien compris !!! merci beaucoup !!! tres bien expliquer

donc 2)
Entre le plan et la sphere il ya un minimum la distance  dAP .le point B c est le bout de la sphere qui est vers le plan et on sait que le sphere a un rayon 2 . on  la distance entre le centre de la sphère et le plan qui est dA,P. on appelle aussi cette distance-là "projeté orthogonal" du point A (centre de la sphère) sur le plan P : c'est la droite perpendiculaire au plan P passant par A : et le segment de cette droite qui relie P au point A, c'est la distance dA,P.

puisqu on cherche la distance entre B et le plan. Entre A et le plan,  on comprends bien qu'il y a la distance entre le plan et B plus la distance entre A et B . Du coup dB,P est la distance entre le point B et le plan P (la plus petite distance possible ) et dA,B la distance entre les points A et B (donc le rayon de la sphère , donc 2) alors : dA,P = dB,P + dA,B = dB,P + 2
Donc dB,P = dA,P - 2


merci encore
desoler j ai eu un probleme de connection
re : repere orthonormal #msg3917808 Posté le 16-12-11 à 11:26
Posté par Profilmarc95 marc95

pour le 3 ) on fait comment ?
re : repere orthonormal #msg3917810 Posté le 16-12-11 à 11:37
Posté par Profilmanubac manubac

Citation :
le point B c est le bout de la sphere


Essaie de rédiger mieux pour rafler tous les points.
En maths on dit pas le bout (enfin je pense pas que le/la prof va aimer)

Tu peux rédiger comme ceci :

Soit H le projeté orthogonal de A sur P. (explication pour toi : en gros, H c'est le point du plan P tel que dA,P=AH j'espère tu visualises bien cela)
B étant le point de a sphère dont la distance au plan P est la plus courte (je dis ça comme ça car c'est dit comme ça dans l'énoncé), B appartient donc au segment [AH]. De plus, B est un point de l'extrémité de la sphère car la sphère ne touche pas le plan P et que la distance du point B au plan P est la distance la plus courte possible entre la sphère et le plan. Donc AB = 2. On a AH qui est la distance du point A au plan P (dA,P). On en déduit BH qui est la distance du point B au plan P :
dA,P = BH + AB = BH + 2
De l'égalité dA,P = BH + 2 , on déduit que BH = dA,P - 2

Ba pour la 3 résous l'équation que je t'ai présenté :

\sqrt{(3k)²+(-6k)²+(2k)²}=2 (3k)²+(-6k)²+(2k)² = 2²
je t'invite à faire le calcul
re : repere orthonormal #msg3917815 Posté le 16-12-11 à 11:51
Posté par Profilmarc95 marc95

3) 3k)²+(-6k)²+(2k)² = 2²
9k^2+36k^2+4k^2=4
49k^2=4
k^2=4/49
k=racine (4/49)

c est bon ?

merci encore
re : repere orthonormal #msg3917816 Posté le 16-12-11 à 11:51
Posté par Profilmarc95 marc95

okm c est compris pour le 2) merci
re : repere orthonormal #msg3917820 Posté le 16-12-11 à 11:57
Posté par Profilmarc95 marc95

pour le 4) on a les coordonner du A
on fait comment ? pour le B?
re : repere orthonormal #msg3917916 Posté le 16-12-11 à 15:41
Posté par Profilmanubac manubac

tu peux simplifier encore k pour la question 3
re : repere orthonormal #msg3918056 Posté le 16-12-11 à 17:44
Posté par Profilmarc95 marc95

3) k=2/ racine 49 ?
pour la 4?
re : repere orthonormal #msg3918185 Posté le 16-12-11 à 20:23
Posté par Profilmarc95 marc95

pouvez vous m aider svp ?
re : repere orthonormal #msg3918447 Posté le 17-12-11 à 09:55
Posté par Profilmarc95 marc95

personne poura m aider ?svp
re : repere orthonormal #msg3918990 Posté le 17-12-11 à 19:15
Posté par Profilmanubac manubac

k=2/racine49

Ok . Mais racine 49 = ???

Pour la 4, si je trouve je poste, mais j'invite toute personne qui peut t'aider à le faire pour l'instant

(ce serait sympa merci),

manubac
re : repere orthonormal #msg3919012 Posté le 17-12-11 à 19:34
Posté par Profilmarc95 marc95

k =2/7

pour la 4) j essay mais j arrive toujours pas :S

merci encore pour votre aide
re : repere orthonormal #msg3919211 Posté le 17-12-11 à 23:19
Posté par Profilmanubac manubac

au fait, petite précision :
Citation :
3) Déterminer les coordonnées des vecteurs n et n' orthogonaux au plan P et de norme 2.


Cela veut dire que tu as deux vecteurs à trouver.

Citation :
k^2=4/49
k=racine (4/49)

Oui mais aussi k = - racine(49)
(tu sais que si k²=x, alors k =x ou k=-x)

Donc tu obtiens 2 valeurs de k.

Je te remets mon post du 14-12 à 21:45 :
Citation :
: si n(a,b,c) est normal au plan alors tout vecteur colinéaire à celui-ci est aussi normal au plan, donc tous les vecteurs normaux au plan seront de la forme n(ak,bk,ck) soit dans ton exemple : n(3k,-6k,2k). Donc tu cherches k tel que \sqrt{(3k)²+(-6k)²+(2k)²}=2

tu obtiens donc tes vecteurs n et n' en remplaçant k dans n(3k,-6k,2k).
Si tu n'as pas compris cette citation (et comment trouver le résultat en entier), je t'invite à relire le post où j'ai expliqué ça.
re : repere orthonormal #msg3919360 Posté le 18-12-11 à 11:31
Posté par Profilmarc95 marc95

3)
je comprend pas comment  k = - racine(49)
??
k= racine de 2/7 non ??? je vois pas
re : repere orthonormal #msg3919362 Posté le 18-12-11 à 11:33
Posté par Profilmarc95 marc95

je comprend pas , si on remplace k on trouve que n

je vois pas
re : repere orthonormal #msg3919368 Posté le 18-12-11 à 11:37
Posté par Profilmarc95 marc95

donc finalement je fais comment :S
re : repere orthonormal #msg3919507 Posté le 18-12-11 à 13:33
Posté par Profilmarc95 marc95

pouver vous m aider svp
re : repere orthonormal #msg3919519 Posté le 18-12-11 à 13:41
Posté par Profilmanubac manubac

désolé, -racine(4/49)
j'avais oublié le numérateur (4)
re : repere orthonormal #msg3919536 Posté le 18-12-11 à 13:52
Posté par Profilmanubac manubac

Je t'explique pourquoi :

Imagine tu as un nombre tu sais pas lequel mais tu sais juste qu'il est au carré.
Disons ce nombre est x. On note donc son carré x².
Ok maintenant, si tu as x², et que tu veux x, comment faire ?
Exemple : tu as x² = 9
Et tu cherches x tel que x²=9 du coup.
C'est simple, tu dois retenir que si x²=y , alors x =y ou x=-y
On poursuit l'exemple : x²=9 ; si tu prends x=9 et que tu le mets au carré, ca fait (9)²=9 .   Et si tu prends x=-9 et que tu le mets au carré, ça te fait aussi(-9)²=9. Maintenant, tu vois pourquoi si un nombre x est au carré tu as la valeur de x en choisissant la racine du carré et l'opposé de la racine du carré (en gros ? Tout simplement parce qu'en multipliant x par x, tu obtiens x, et pareil avec -x par -x (car ça devient positif, comme dans -1\times-1=1).
re : repere orthonormal #msg3919565 Posté le 18-12-11 à 14:10
Posté par Profilmarc95 marc95

oui j ai compris mais chez nous c est
3k)²+(-6k)²+(2k)² = 2²
9k^2+36k^2+4k^2=4
49k^2=4
k^2=4/49
k=racine (4/49)
donc k= -racine (2/7) ou k = racine (2/7)
c est ca ???
re : repere orthonormal #msg3919584 Posté le 18-12-11 à 14:21
Posté par Profilmanubac manubac

nan racine(4/49) = 2/7 pas racine(2/7)

enlève les racines t'as du mal voir
re : repere orthonormal #msg3919593 Posté le 18-12-11 à 14:24
Posté par Profilmarc95 marc95

mais pour la suite on fait comment ?
re : repere orthonormal #msg3919604 Posté le 18-12-11 à 14:26
Posté par Profilmanubac manubac

de la 3 ?
re : repere orthonormal #msg3919652 Posté le 18-12-11 à 14:52
Posté par Profilmanubac manubac

As-tu compris la question 3 ?
re : repere orthonormal #msg3919676 Posté le 18-12-11 à 15:05
Posté par Profilmarc95 marc95

j ai compris par rapport au racine qu k a deux valeur mais apres je vois pas comment faire
maintenant on remplace k dans
3k)²+(-6k)²+(2k)² = 2²
pour n on untils k = - racibe 2/7 ?
et n'   k = racine 2/7 ???
re : repere orthonormal #msg3919677 Posté le 18-12-11 à 15:05
Posté par Profilmarc95 marc95

oui de la 3
re : repere orthonormal #msg3919708 Posté le 18-12-11 à 15:19
Posté par Profilmanubac manubac

tu remplaces k dans les coordonnées du vecteur n :

Citation :
n(3k,-6k,2k)


Et comme tu as deux valeurs de k, ça te donne deux vecteurs (que tu appelles, comme l'énoncé te le demande, n et n').
re : repere orthonormal #msg3919715 Posté le 18-12-11 à 15:26
Posté par Profilmarc95 marc95

ah ok donc finalement
3) On veut deux vecteur de norme 2 alors pour cela, on dois savoir que : si n(a,b,c) est normal au plan alors tout vecteur colinéaire à celui-ci est aussi normal au plan, donc tous les vecteurs normaux au plan seront de la forme n(ak,bk,ck) soit dans ton exemple : n(3k,-6k,2k). Donc on  cherches k tel que (3k)²+(-6k)²+(2k)² = 2²
(3k)²+(-6k)²+(2k)² = 2²
9k^2+36k^2+4k^2=4
49k^2=4
k^2=4/49
k=racine (4/49)

k = racine (2/7)    ou k = - racine (2/7)

n ((3 racine(2/7),-6 racine(2/7),2 racine (27))
et n'((3 * -racine(2/7),-6*- racine(2/7),2*- racine (27))

c est bon ??
merci encore  
et le 4) avais vous une idee ?
re : repere orthonormal #msg3919720 Posté le 18-12-11 à 15:27
Posté par Profilmanubac manubac

pas racine de 2/7 please
re : repere orthonormal #msg3919724 Posté le 18-12-11 à 15:29
Posté par Profilmarc95 marc95

c est pas racine (2/7) ??
re : repere orthonormal #msg3919726 Posté le 18-12-11 à 15:29
Posté par Profilmarc95 marc95

aaah c ets just 2/7

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