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DM, vecteurs et plans de l’espace.

Posté par Newgatee 08-11-20 à 14:26

Bonjour.
Voici l'énoncé,

Soit une pyramide de sommet S dont la base est un parallélogramme ABCD.
Soit I, J et K les milieux respectifs des arêtes [SB], [AD] et [SC].

1) a. Décomposer les vecteurs AI et JK à l'aide des vecteurs AB et BS.

b. Que pouvez vous en déduire pour le quadrilatère AIKJ ?

c. En déduire que les droites (IJ) et (AK) sont sécantes.
Avec E leur point d'intersection.

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l?espace. 08-11-20 à 14:29

Voici la pyramide

DM, vecteurs et plans de l?espace.
** image tournée, c'est mieux (recharger la page, CRL+F5 sur ordi) **

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 14:33

Réponse:

1A

AI =AB + 1/2BS
JK= JA + AB + 1/2 BS + IK

Pour le deuxième je ne suis pas sur...

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 14:46

C'est correct pour   \overset{\rightarrow}{AI}.
Pour  \overset{\rightarrow}{JK}, essaye d'utiliser  \overset{\rightarrow}{AI} et la relation de Chasles pour montrer \overset{\rightarrow}{AI} + \overset{\rightarrow}{AJ} = \overset{\rightarrow}{AK}

Posté par
Priam
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 14:47

Bonjour,
Pour JK, tu pourrais exprimer les vecteurs JA et IK à l'aide des côtés de la base ABCD.

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 14:56

Je te conseille d'utiliser l'idée de Priam pour la 1) et de montrer l'égalité que je propose pour la 2).
Ce sera plus efficace que mon idée de montrer la 1) et la 2) en même temps.

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 14:59

vous voulez dire l'idée de priam pour la question 1.a et la votre pour la b ?

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 15:03

Oui, je n'avais pas vu les notations des questions.

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 15:08

Donc:

JK= JA+AK
JK= 1/2 DA + AK
JK= 1/2DA + AI+ IK
JK = 1/2DA + AB+1/2BS + IK
JK=1/2 (DA+BS) + AB+ IK

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 15:16

Pour IK, regarde ce que donne Chasles en passant par le point S.

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 15:22

IK= IS+SK
IK=1/2BS+ SK

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 15:27

Et donc qu'est ce que ça donne si tu réinjectes cette égalité dans celle de ton message d'avant ?

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 15:28

avec SK= 1/2BS+1/2SC.

DONC,

JK= 1/2DA+AB+1/2BJ+1/4BC

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 15:34

Fautes de frappe ? Sinon je ne vois pas d'où vient ce que tu as écrit

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 15:37

1/2DA + AB+1/2BS +1/2BS+ SK

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 15:47

Ensuite tu utilises que (DA) et (BC) sont parallèles, et que K est le milieu de [SC].
Normalement tu peux conclure après ça

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:00

On a (DA) parallèle à (BC) donc 2SK=SC = SD
DONC SK =1/2SD

Mais je suis vraiment pas sur...

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:06

SC n'est pas égal à SD (regarde le dessin)

Il s'agissait de remplacer \overset{\rightarrow}{DA} dans l'expression de \overset{\rightarrow}{JK} que tu as donnée

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:14

Alors je dirais que 1/2DA=JA
                                 et JA= KI car ABCD est un parallélogramme et parce que K est milieu de SC et I milieu de BS

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:17

Cet argument fonctionne s'il est écrit plus rigoureusement (théorème de Thalès par exemple).
Mais apparemment c'est un exercice sur les vecteurs, donc je ne sais pas si cette démonstration est celle attendue

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:19

Sinon je pensais à injecter \overset{\rightarrow}{DA} = \overset{\rightarrow}{CB} dans l'expression de \overset{\rightarrow}{JK}

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:20

Oui je vois ce que vous voulez dire. Mais par quoi puis-je remplacer DA sachant que je dois utiliser le fait que K est milieu de SC et que (AD) est parallèle à (BC) ?

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:26

Oupss pardon pour ma réponse précédente j'ai pas vérifier la présence de nouvelles réponses...
donc si je simplifie on a :  JK=1/2CB+ AB+ BS + SK
                                                         JK= 1/2CB + AS+SK
                                                        JK= 1/2CB+ AK

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:29

Remplace plutôt SK pour faire apparaître que K est le milieu de [SC]
(ça a l'air de sortir de nulle part, mais si tu te concentres sur ce que ça signifie sur le dessin, tu verras peut-être que la succession d'étapes s'explique entièrement par le dessin)

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:36

JK= 1/2CB + AB + BS + 1/2SC
JK= 1/2CB+ AS+ 1/2SC
JK= 1/2(CB+SC) + AS

???

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:42

CB + SC = SC + CB, puis I est le milieu de [SB]

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:46

Je suis désolé j'ai pas compris...

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:53

JK= 1/2CB+AB+BJ+1/2SB+1/2BC
JK= AB+ 1/2BS

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:55

CB + SC = SC + CB = SB (Chasles)

Or I est le milieu de [SB] donc (1/2)SB = SI

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 16:55

Ton dernier message fonctionne aussi. Il suffit de faire intervenir le point I, et tu peux ensuite conclure

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 17:00

Le point I doit intervenir dans JK=AB+ 1/2BS ? Mais comment ?

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 17:02

JK= AB+ BI

ON a donc AI=JK

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 17:07

Voilà, donc tu peux répondre à la question 1.a.

Pour la 1.b., j'avais proposé une solution dans mon message de 14h46

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 08-11-20 à 17:24

Merci Maru0, je continuerai demain la suite du DM.

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 20:51

  b.  Donc je reprends, si AI=JK alors forcément  IK=AJ donc le quadrilatère est un parallélogramme.

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 20:54

c. On a montré que AIJK est un parallélogramme donc forcément les droites (IJ) et (AK) sont sécantes et se coupent en leurs milieu qu'on appellera le point E.

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 20:58

Ce serait plutôt les segments se coupent en leur milieu (plutôt que de parler du milieu d'une droite).
Et c'est sûrement une faute de frappe, mais c'est le quadrilatère AIKJ

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 21:08

oui.

dernière question que je n'ai pas écrite,

Quelle est l'intersection de la droite (IJ) et du plan (SAC) ? Justifier


En regardant le schéma l'intersection semble être le point E, le milieu de [IJ] car le plan (SAC) coupe le segment [IJ] en sa moitié car ABCD est un parallélogramme...

J'ai du mal à justifier.

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 21:12

L'intersection d'un plan et d'une droite non parallèle à ce plan est un unique point.

Donc il suffit de montrer que (IJ) n'est pas parallèle à (SAC) et que (AK) est dans le plan (SAC).

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 21:18

donc pour prouver ma conjecture il me faudrait vérifier les deux conditions ci dessus ?

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 21:24

Il suffit de les vérifier plutôt.

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 21:35

(AK) est dans le plan (SAC) car , déjà le point A forcément appartient à (SAC) et de plus k est le milieu de [SC] donc K appartient à [SC]
Et donc (AK) appartient au plan (SAC).


Ensuite comment montrer que IJ est sécante à (SAC) ?

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 21:39

Utilise la 1.c et ce que tu viens d'écrire.

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 21:53

On a (IJ) qui coupe (AK) en E, leur deux milieux car AIKJ est un parallélogramme. De plus (AK) appartient au plan (SAC). Donc le plan (SAC) va couper la droite (IJ)  en son milieu par le biais de (AK).

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 22:03

Comme je l'ai déjà écrit, le milieu d'une droite ne veut a priori rien dire.

Et je ne vois pas ce que veut dire "un plan coupe une droite par le biais d'une autre droite".

Pourtant il y a une forme de rédaction correcte très courte :
Les droites D et D' s'intersectent en x, or D' est dans le plan P, donc D intersecte P en x.
Or D n'est pas parallèle à P, donc x est le seul point d'intersection de P et D.

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 22:04

Comme (IJ) coupe (AK) et que (AK) appartient au plan (SAC) alors leur point d'intersection sera le même pour (IJ) inter (AK) et (IJ) inter (SAC) soit le point E.

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 22:15

Citation :
leur point d'intersection sera le même pour ...


Désolé d'insister, mais c'est censé vouloir dire quoi ?

Posté par Newgateere : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 22:18

que l'intersection des droites(IJ) et (AK) est le même que celui du plan (SAC) et (IJ). Le même que pour la question c.

Posté par
Maru0
re : DM, vecteurs et plans de l’espace. 09-11-20 à 22:20

Ok, c'est mieux écrit comme ça



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