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distance d un point à un plan

Posté par
letonio
10-08-05 à 12:13

bonjour tout le monde,
Je bloque sur un exo tout bête apparemment.

Soit  les plans P: x-y+z-1=0
et Q: x+y+z-3=0

a) Démontrer que le point A(2;1;3) est à égale distance des plans P et Q.
Je tombe sur 3/sqr3 pour les deux distances...

b)Démontrer que l'ensemble des points à égale distance des plans P et Q est la réunion de deux plans perpendiculaires.

|x-y+z-1|/sqr3 = |x+y+z-3|/sqr3
x-y+z-1= x+y+z-3           ou x-y+z-1= -(x+y+z-3)
y=1                            x=z+2=0

Est ce c'est correct pour l'instant? Et comment je prouve que ces plans sont perpendiculaires?

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : distance d un point à un plan 10-08-05 à 13:03

Comme tu n'as donné que les réponses sans la manière d'y arriver, tu m'obliges à tout refaire pour vérifier.

a)

Distance d'un point à un plan:

Etant donné le plan Ax + By +Cz + D = 0 et le point P(x0, y0, z0), la distance de P au plan est exprimée par :

d = |(Ax0 + By0 + Cz0 + D)/racinecarrée(A² + B² + C²)|
-----
Pour le plan P: A=1, B = -1, C = 1 et D=-1
A(2;1;3) --> xo=2, yo=1 et zo=3

d1 = |(2 - 1 + 3 - 1)/V(1² + (-1)² + 1²)|
d1 = 3/V3
d1 = 1/V3

Pour le plan Q: A=1, B = 1, C = 1 et D=-3
d2 = |(2 + 1 + 3 - 3)/V(1² + 1² + 1²)|
d2 = 3/V3
d2 = 1/V3

d1 = d2 = 1/V3
On a donc bien le point A(2;1;3) à égale distance des plans P et Q.
----------
b)
Pour le plan P: A=1, B = -1, C = 1 et D=-1
Soit un point S(X,Y,Z) et d la distance entre le point S et le plan P, on a:
d1 = |(X - Y + Z - 1)/V3|

Pour le plan Q: A=1, B = 1, C = 1 et D=-3
d2 = |(X + Y + Z - 3)/V3|

Si on veut d1 = d2, on a:
|(X - Y + Z - 1)/V3| = |(X + Y + Z - 3)/V3|

soit:
|X - Y + Z - 1| = |X + Y + Z - 3|

Il y a donc 2 cas possibles:

1°)
X - Y + Z - 1 = X + Y + Z - 3

2Y = 2

Y - 1 = 0 (équation d'un premier plan)

2°)
X - Y + Z - 1 = -(X + Y + Z - 3)

X - Y + Z - 1 = -X - Y - Z + 3
2X  + 2Z - 4 = 0
X + Z - 2 = 0. (équation d'un second plan)
---

L'ensemble des points à égale distance des plans P et Q est la réunion de deux plans qui ont pour équation:

y-1 = 0 (pour un plan)
x + z - 2 = 0 (pour l'autre plan)

vecteur normal au premier plan: (0 ; 1 ; 0)
vecteur normal au second plan: (1 ; 0 ; 1)

Le produit scalaire de ces 2 vecteurs est = 0 et donc ces 2 plans sont perpendiculaires.
-----

Donc ce que tu as fait semble bien, tu as juste une petite erreur dans l'équation d'un des plans:

A partir de : x-y+z-1= -(x+y+z-3)

Tu dois arriver à: x + z - 2 = 0 et pas à ce que tu as écrit.

Pour la perpendicularité, voir la fin de ma résolution.
-----
Sauf distraction.  

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : distance d un point à un plan 10-08-05 à 13:24

ATTENTION, dans le début de ma réponse précédente:

Lire:
d1 = 3/V3
d1 = V3

(pareil pour d2)


Posté par
letonio
re : distance d un point à un plan 10-08-05 à 14:59

Ok super donc pour prouver que les plans sont perpendiculaires, il suffit d'utiliser deux vecteurs normaux (pratiques quand même les vecteurs normaux, belle invention ).
Désolé si je t'ai obligé à tout réécrire, j'ai parfois le sentiment que c'est inné pour vous . Je ferai attention pour une prochaine fois.



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