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Distance d'un point à un plan

Posté par
Candice
22-01-14 à 15:22

Bonjour,
J'ai un exercice de géométrie à réaliser dans lequel il fallait retrouver la formule de la distance d'un point à un plan, avec P un plan, A un point et H le projeté orthogonal de A sur P.
La formule donne : \Large AH=\frac{ax_a+by_a+cz_a+d}{\sqrt{a²+b²+c²}}

Dans une dernière question qui est une application, il faut trouver le volume du tétraèdre ACJI.
La formule du volume d'un tétraèdre est : \large V=\frac{1}{3} \times B_{AJC}\times h
Or j'ai un problème lorsque je dois calculer l'aire de AJC qui est \large A=\frac{B \times H}{2}
La base est AC et est égale à \sqrt{2}, mais je ne sais pas comment trouver la hauteur de ce triangle, qui serait le segment passant par J et coupant AC perpendiculairement. J'ai essayé des produits scalaires ou des résolutions d'équations mais je ne trouve pas.
A part ce problème de hauteur je pense me débrouiller pour la suite.

Merci d'avance.

Distance d\'un point à un plan

Posté par
Candice
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 15:40

En fait j'ai abouti à quelque chose et je voudrais savoir si c'était juste:
En faisant \vec{AC}.\vec{JK}=0 avec K(x;y;z) le projeté orthogonal de J sur (AC), je trouve l'équation -x+y-\frac{1}{2}=0.

Je fais un système avec l'équation paramétrique de (AC) et l'équation précédente :
x=1+t
 \\ y=t
 \\ z=0
 \\ -x+y-\rac{1}{2}=0

Je trouve donc t=\frac{3}{4}, puis K(\frac{1}{4};\frac{3}{4};0). Donc l'aire de AJC est égale à \frac{1}{4} et le volume du tétraèdre est de \frac{5}{24}

Posté par
Glapion Moderateur
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 15:52

Bonjour, ta démarche est bonne mais tu as des erreurs :
l'équation paramétrique de AC c'est plutôt x=t ; y= t ; z=0 et AC.JK=0 ne donne pas ce que tu dis
AC(1;1;0) et JK(x-1;y-1/2;z-1) donc AC.JK= (x-1)+(y-1/2)=0 x+y=3/2

ce qui nous fait 2t=3/2 donc t=3/4 et donc K(3/4;3/4;0)

Posté par
Candice
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 16:03

Pardon en fait j'ai fais une étourderie et je n'ai pas mis toutes les infos, le repère est (D;\vec{DA};\vec{DC};\vec{DH}), et J est le milieu de [DH] Donc \vec{AC}(-1;1;0).
Ce qui fait pour \vec{AC}.\vec{JK}=0 \Longleftrightarrow  -x+y-\frac{1}{2}=0
Pour la représentation paramétrique de AC et le système:
x=1-t
 \\ y=t
 \\ z=0
 \\ -x+y-\frac{1}{2}=0
et là t=\frac{3}{4}, etc...

Posté par
Glapion Moderateur
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 16:04

ha OK moi les calculs que je t'ai fait, ils étaient dans le repère (A;AB;AD;AE)

Posté par
Candice
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 16:09

Cela donne bien V=5/24 si on prend le bon repère?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 16:23

J milieu de FG plutôt ? donc J(1/2;1;1)

Oui OK pour K(1/4;3/4;0) mais JK(-1/4;-1/4;-1) donne JK²=1/16+1/16+1=18/16 et AC=2 donc moi je trouve une aire de AJC égale à : (18 /4)2)/2=6/8=3/2 et pas 1/4

Posté par
Candice
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 16:50

J'ai recopié un peu vite... J'ai les bonnes coordonnées de \vec{JK}(-1/4;-1/4;-1) et je trouve l'aire de (AJC) égale à 3/4 .

Posté par
Glapion Moderateur
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 16:53

oui 6/8 = 3/4 tu as raison

Posté par
Candice
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 16:54

C'est bon alors,
Merci beaucoup!

Posté par
Glapion Moderateur
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 17:02

le h tu l'as calculé comment ? avec la formule ? tu as donc l'équation du plan ACJ ?
ça , je n'ai pas vérifié.

Posté par
Candice
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 17:15

Oui, h est la distance du point I au plan ACJ et ACJ a pour équation carthésienne -x+y+\frac{1}{2}+1=0.
Comme I(O;O;\frac{1}{2}); \large h=\frac{-1 \times 0 -1 \times 0 + \frac{1}{2} \times \frac{1}{2}}{\sqrt{(-1)²+(-1)²+(\frac{1}{2})²}}
 \\

\large h=\frac{5}{4}\times\frac{2}{3}=\frac{5}{6}

Posté par
Glapion Moderateur
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 17:21

heu non ACJ je dirais plutôt -x-y+z/2+1=0 parce que tel que tu l'as écris, C(0;1;0) n'est pas dessus.

Posté par
Candice
re : Distance d'un point à un plan 22-01-14 à 17:42

Oui , j'ai encore recopié dans la précipitation... Donc le vecteur normal à AJC a pour coordonnées (-1;-1;1/2), d'où h=5/6 puis V(ACJI)=5/24



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