Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

Cylindres et plan

Posté par Saosao (invité) 16-04-05 à 19:57

Bonsoir,

Une petite aide svp

On considère un cylindre (C) d'axe (Oz) et de rayon R>0

1/ Démontrer que l'intersection de (C) avec un plan perpendiculaire à (Oz) est formée d'un cercle

(lorsque je fais un dessins on voit bien que c'est un cercle mais comment le démontrer?)

2/ Démontrer que l'intersection de (C) avec un plan parallèle à (Oz) est:
Soit vide
Soit formée d'une droite ou de la réunion de deux droites parallèles

Merci d'avance de bien vouloir me donner un coup de pouce

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Cylindres et plan 16-04-05 à 20:34

1)

Equation du cylindre:

perpendiculaire à (Oz) x² + y² = R² quel que soit z
---

L'intersection du cylindre avec un plan d'équation z = k (donc perpendiculaire à (Oz))
a pour équations:

x² + y² = R²
z = k

C'est un cerccle de centre (0 ; 0 ; k) et de rayon R.
-----
2)
L'intersection du cylindre avec un plan d'équation y + ax + b = 0 (donc // à (Oz))

-> le système.

x² + y² = R²
y + ax + b = 0

y = -ax - b

x² + (-ax - b)² = R²

x² + a²x² + b² + 2abx = R²

x²(1+a²) + 2abx + b² - R² = 0


x = [-ab +/- V(a²b² - (1+a²)(b²-R²))]/(2(1+a²))  avec V pour racine carrée.
---
Si a²b² - (1+a²)(b²-R²) < 0, alors il n'y a aucune valeur de x qui convient, l'intersection de (C) avec un plan parallèle à (Oz) est dans ce cas vide.
---
Si a²b² - (1+a²)(b²-R²) = 0, alors il n'y a une et une seule valeur de x qui convient.
c'est x = -ab/(2(1+a²))
Avec y = -ax - b, il vient alors: y = a²b/(2(1+a²)) - b
y = (a²b-2b-2a²b)/(2(1+a²))
y = (-a²b-2b)/(2(1+a²))
y = -b.(a+2)/(2(1+a²))
C'est donc une droite d'équation:
x = -ab/(2(1+a²))
y = -b.(a+2)/(2(1+a²))
z = k (k quelconque)
l'intersection de (C) avec un plan parallèle à (Oz) est dans ce cas 1 droite.
---
Si a²b² - (1+a²)(b²-R²) > 0, alors il n'y a deux valeurs de x qui conviennent.
soit
x1 = [-ab - V(a²b² - (1+a²)(b²-R²))]/(2(1+a²))
et
x2 = [-ab + V(a²b² - (1+a²)(b²-R²))]/(2(1+a²))

... ces 2 valeurs vont conduire à 2 droites ...
l'intersection de (C) avec un plan parallèle à (Oz) est dans ce cas 2 droites.
--------

Vérifie les calculs, je suis très distrait.


Posté par Saosao (invité)re : Cylindres et plan 16-04-05 à 22:55

Merci beaucoup J-P
Je vais tout vérifier maintenant que j'ai le raisonnement je vais faire un effort pour les calculs quand même

Posté par Saosao (invité)re : Cylindres et plan 17-04-05 à 11:08

Bonjour,
En fait j'ai pas tout compris là...

Pourquoi "L'intersection du cylindre avec un plan d'équation est y + ax + b = 0"?

Et comment faites vous pour arriver à là?
x = [-ab +/- V(a²b² - (1+a²)(b²-R²))]/(2(1+a²)) avec V pour racine carrée.

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Cylindres et plan 17-04-05 à 11:20

Tout plan // à Oz a une équation qui peut se mettre sous la forme : y + ax + b = 0 avec a et b des réels quelconques.

Pour trouver l'intersection du cylindre avec le plan, il faut donc résoudre le système:

x² + y² = R²
y + ax + b = 0
-----

De l'équation y + ax + b = 0, on tire: y = -ax - b

et ensuite, on remplace y par (-ax-b) dans l'équation x² + y² = R²

On a donc: x² + (-ax - b)² = R²

On développe et on arrive à: x²(1+a²) + 2abx + b² - R² = 0

Qui est une équation du second degré en x, du type: Ax² + Bx + C = 0 (on a A = 1+a², B = 2ab et C = b² - r²)


-> les solutions sont données par: x = (-B +/- V(B²-4AC)]/(2A)

et avec A = 1+a², B = 2ab et C = b² - r², il vient:

x = [-ab +/- V(a²b² - (1+a²)(b²-R²))]/(2(1+a²))
-----
Sauf distraction.  

Posté par Saosao (invité)re : Cylindres et plan 17-04-05 à 12:22

Merci J-P j'ai compris
Juste une autre petite question encore.
Pour a²b² - (1+a²)(b²-R²) > 0, une fois que j'ai trouvé les deux racines je fais comment pour trouver les équations de droites?
Ou sinon je les laisse comme elles sont
En tout cas merci beaucoup

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Cylindres et plan 17-04-05 à 17:56

Tu procèdes de la même manière que dans le cas avec a²b² - (1+a²)(b²-R²) = 0, mais avec les valeurs de x1 et de x2, chacune des valeurs débouchera sur 1 droite. (donc 2 droites en tout).





Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1768 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !