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Produit scalaire : distance d un point à une droite

Posté par lolo947 (invité) 13-02-06 à 13:57

Bonjour,
j'ai de nouveau un petit exo sur les produits scalaires, qui est, comme notre prof nous l'avait dit, pas facile.
J'ai besoin de votre aide !
Merci d'avance !

On peut définir la distance d'un point A à une droite \Delta (notée d(A,\Delta) comme le minimum des distances AM pour M parcourant \Delta

1. Soit A un point, \Delta une droite et H le projeté orthogonal de A sur \Delta. Montrer que d(A,\Delta)=AH

Voilà pour la première question, jusque là, je n'ai même pas compris la phrase "comme le minimum des distances...".

Posté par
titibzh
re : Produit scalaire : distance d un point à une droite 13-02-06 à 14:01

je pense que tu êux partir du principe de base comme quoi si tu prends un points M sur la droite delta alors ton triangle AMH est rectangle en H
Hors si il est rectangle en H alors la distance AM est forcément plus longue que AH (pythagore l'a démontré avec une célèbre formule) puisque ton côté AM est l'hypoténus de ton triangle.
Donc c'est forcément H qui est le plus proche du point A.

vila, j'espère que ca te conviendra comme explication

Posté par lolo947 (invité)re : Produit scalaire : distance d un point à une droite 13-02-06 à 14:27

d'accord, j'ai compris le sens de l'énoncé maintenant.

Déterminer la distance du point A(3,7) à la droite \Deltat d'équation y=x

là aussi je bloque...

Posté par
titibzh
re : Produit scalaire : distance d un point à une droite 13-02-06 à 14:42

La droite y=x passant par l'origine ce que je te conseil de faire(c'est une solution il y en a surement d'autre) c'ett de prendre deux points sur la droite (par exemple c(0,0) et d(x,y) sachant que X=Y puisque sur la droite d'equation y=x
Ensuite tu calcul le vecteur cd et le vecteur da et tu fais leur produit scalaire. Bien entendu tu poses que leur produit scaliare doit être nul (de facon à obtenir ton angle droit) et tu arrives à trouver les coordonnées du point D qui au final se retrouve être la projection orthogonale du point A sur la droite y=x

Posté par lolo947 (invité)re : Produit scalaire : distance d un point à une droite 13-02-06 à 15:48

très bien

donc

Soit M(x;y) avec x=y le projeté orthogonal de A sur \Delta d'équation y=x

\vec{AM}(x-3;x-7)
\vec{OM}(x;x)

\vec{AM}.\vec{OM}=0

On a donc M(5;5) et A(3;7)
On calcule la distance AM
AM^2=\sqrt{8^2}+\sqrt{12^2}
AM=2\sqrt{5}

Est-ce que cela vous semble juste ?

Posté par
titibzh
re : Produit scalaire : distance d un point à une droite 13-02-06 à 16:00

alors je sais pas comment tu as fait mais je ne trouve pas ca
les points sont bons , c juste la norme de AM qui n'est pas bonne
vecteur AM (-2,2) ==>||AM||=racine((-2)²+2²)=racine(8)=2racine(2)

voila bon courage et bon travail.

Posté par lolo947 (invité)re : Produit scalaire : distance d un point à une droite 13-02-06 à 17:44

effectivement j'avais fait une erreur de calcul.
Bon, pendant ce temps j'ai continué l'exercice...mais je suis de nouveau bloqué

On peut définir la distance d'un point A à une courbe Cf comme le minimum (s'il existe) des distances AM pour M parcourant Cf.

Soient P la parabole d'équation y=x² et le point A(0;7/2). On cherche à déterminer d(A,P).
Soit M le point variable d'abscisse x de P.

Déterminer l'expression de g(x), carré de la distance AM, en fonction de x. Etudier les variations de g.

AM^2=\sqrt{x^2+(x^2-\frac{7}{2})^2}^2
AM^2=x^4-6x^2+\frac{49}{4}

Soit g(x)=x^4-6x^2+\frac{49}{4} et Dg=IR
g'(x)=x(4x^2-12)

g est donc croissante sur [-\sqrt{3};0] et sur [\sqrt{3};+\infty[
g est donc décroissante sur ]-\infty;-\sqrt{3}] et sur [0;\sqrt{3}

Déterminer s'il existe le minimum de g sur IR. En déduire d(A,P) et les coordonnées de H appartenant à P tel que AH=d(AP)

g admet donc deux minimum atteint en -\sqrt{3} et \sqrt{3} de valeur \frac{13}{4}.

Donc d(A,P)=\frac{\sqrt{13}}{2}

Ensuite je pense que pour trouver les coordonnées de H, il faut trouver x tel que :
\sqrt{x^2+(x^2-\frac{7}{2})^2}-\frac{\sqrt{13}}{2}=0
Et là je bloque...

Merci de m'aider !


Posté par ptitjean (invité)re : Produit scalaire : distance d un point à une droite 14-02-06 à 11:10

salut lolo,

tu peux effectivement résoudre cette équation.
Mais tu as déjà prouvé que la distance minimum était atteinte aux points d'abcisses x=+/-\sqrt{3}
Il y a donc 2 points M sur la courbe P, dont tu connais les abcisses (cf. schéma ci-dessous). Il te suffit de calculer les ordonnées par l'équation de la courbe.

Pour information,
Pour résoudre l'équation.
Passe le rac(13)/2 de l'autre coté de l'égalité, met au carré pour enlever les racines. Poses alors X=x² avec X>0.
Résouds l'équation du second degré en X. Tu as alors X=+/-3
Or X>0 donc X=3 et x=+/-rac(3)

Voilà

Ptitjean

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