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Droite perpendiculaire à un plan

Posté par
matheux14
06-07-20 à 20:59

Bonjour ,

Merci d'avance.

On considère le cube ABCDEFGH d'arête 4cm ci dessous.
O est le milieu de [EG].

Droite perpendiculaire à un plan

1) Quelle est l'intersection des plans (BGE) et (DHF) ? Justifier.

2-a) Démontrer que \text{mes}\hat{FBO}=\text{mes}\hat{BDF} (On pourra utiliser la trigonométrie)

b) En déduire que les droites (BO) et (DF) sont perpendiculaires.

On notera K leur point d'intersection.

3-a) Démontrer que les droites (BF) et (EG) sont orthogonales.

b) En déduire que la droite (EG) est perpendiculaire au plan (BFH)

c) Que peut on en conclure pour les droites (EG) et (DF) ?

4) Démontrer que la droite (DF) est perpendiculaire au plan (BGE).


1) Il s'agit du point O , mais j'ai du mal à justifier.

2-a)

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 06-07-20 à 21:20

Bonjour,

1) l'intersection de deux plans n'est pas un point !

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 06-07-20 à 22:30

même erreur que dans une autre discussion : Orthogonalité
voir la dernière réponse de co11 le 06-07-20 à 22:17

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 00:00

Ok , 1) comment trouver l'intersection de ces deux plans ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 00:11

l'intersection de deux plans est une droite
il suffit d'en trouver deux points pour en donner le nom.

donne la liste de tous les points de la figure qui appartiennent à (BGE)
et de tous les points de la figure qui appartiennent à (DHF)
inutile d'en inventer d'autres pour trouver deux points qui sont communs aux deux plans.

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 00:25

O est le point qui appartient au deux plans pour ce que je vois pour l'instant..

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 00:30

Les points de (BGE) sont : B , G , E et O

Les de (DHF) sont : D , H , F et O

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 01:01

il en manque un
il y a 5 points connus de la figure dans (DHF)

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 10:05

Bonjour , les points communs au deux plans sont les points I et O

Droite perpendiculaire à un plan

Donc l'intersection des deux plans est la droite (IO)

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 10:13

certainement pas
la droite DF ne risque pas de couper la droite BE !
un peu de bon sens : le segment [DF] est intérieur au cube (une "grande diagonale")
le segment [BE] est sur la face avant !

indice :
on retire les fioritures qui te perturbent et te font prendre des vessies pour des lanternes

Droite perpendiculaire à un plan

liste tous les points connus du plan (DHF)

indice 2 : le plan (DHF) ne se limite pas au triangle DHF, un plan est illimité.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 10:18

en plus quand je dis connus et je précise même explicitement qu'il n'y a pas besoin d'en inventer d'autres : il n'y avait aucun point I sur la figure ... !

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 10:35

Les points du plan (DHF) : D, H , F , O et B

Les points du plan (BGE) : B, G , E et O

Les deux points communs au deux plans sont les points O et B

Donc l'intersection des deux plans est la droite (OB)

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 10:38

Bonjour,
Je ne fais que passer pour répéter une remarque que j'ai déjà faite à propos d'autres figures dans un autre post :
Celle de 10h05 est "bancale".
C'est important de comprendre qu'une figure "bancale" dans l'espace provient de raisonnements non explicités mais faux.
Dans une telle figure, si deux droites semblent avoir un point commun, elle ne l'ont vraiment que si ces deux droites sont coplanaires.
Les pointillés ont aussi leur importance. Le segment rouge [FD] aurait du être en pointillés.
Il ne te viendrait pas à l'idée d'inventer un point commun à (EF) et (HD) dans la figure de mathafou à 10h13.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 10:40

Oui !!

la question 2, c'est deja faire un figure (plane) de ce qu'il se passe dans ce plan (DHF)
dans lequel sont situés tous les points cités dans cette question.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 10:45

Bonjour Sylvieg,

si tu veux poursuivre, ne te gênes pas : je dois quitter un moment (disons une heure)

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 12:24

2-a)

Droite perpendiculaire à un plan

J'ai considéré les triangles rectangles FOD en F  et FBD en B ...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 12:39

quand tu dois faire des figures 3D tu utilises Geogebra 2D et quand je te dis de faire une figure plane tu utilises Geogebra 3D ??? la logique m'échappe ...
et pourquoi donc orienter le cube autrement ?


Oui, triangles rectangles FOD en F et FBD en B ...
continues, on te dit d'utiliser la trigo, or tu as même des mesures et ce qu'il te manque (au plus simple , hein !!) tu peux le calculer par Pythagore.

rien que des valeurs exactes (calculette rangée dans un tiroir fermé à clé : elle ne sert à rien du tout)
indice :
deux angles (aigus) sont égaux s'ils ont même cosinus
ou bien même tangente
ou bien même sinus
à toi de choisir (au plus simple dis-je !)

c'est à ça que sert l'indice "trigo"
on ne demande absolument pas de calculer la mesure elle même de ces angles !

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 13:53

D'accord mais c'est vrai que avec GeoGebra 2D , on ne sent pas vraiment que les deux triangles sont rectangles ...

sin F\hat{B}O=\dfrac{FO}{BO}

Et sin B\hat{D}F=\dfrac{FB}{FD}

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 14:22

Citation :
triangles rectangles FOD en F et FBD en B
FOD ou FOB ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 14:28

ce n'est pas Geogeba qui dit si les angles sont droits ou pas, c'est le raisonnement.

comme je le disais faire la figure plane dans le plan (DHF) est encore plus parlant. (au papier - crayon)
Droite perpendiculaire à un plan
Geogebra c'est juste pour que la figure soit plus jolie.

il vaut mieux utiliser la tangente
ça évite une couche supplémentaire de Pythagores pour calculer les hypoténuses..

quelle est la mesure (exacte) de BD ? (calculée dans la face ABCD carrée)

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 14:31

bien vu Sylvieg
comme quoi faire la figure plane en vraie grandeur évite de se tromper sur qui est qui.

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 16:43

BD=4√2

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 17:01

oui,
et donc tu peux avoir toutes les mesures utiles choisies dans cette figure plane
pour obtenir les valeurs utiles de rapports trigo des angles cités dans l'énoncé.

Citation :
il vaut mieux utiliser la tangente

à toi...

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 17:18

tan(BDF)=FB/BD=4/4√2=√2/2

tan(FBO)=OF/FB=2√2/4=√2/2

tan(BDF) =tan(FBO)

alors mes(BDF)=mes(FBO)

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 17:26

oui.

la 2b maintenant (j'ai deja mis le point K sur ma précédente figure, ce point sert à pouvoir parler des triangles DKB etc au choix et au besoin)

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 17:51

Je n'y arrive pas , vue que la valeur des angles qu'on vient de démontrer égaux ne m'arrange pas.

Peut être que je devrais faire autrement...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 18:10

rappel :

Citation :
on ne demande absolument pas de calculer la mesure elle même de ces angles !
juste de savoir qu'ils sont égaux.

appelle alpha = \widehat{BDF} = \widehat{FBO} la mesure de cet angle.
que peux tu dire de l'angle KBD ? (par rapport à alpha)
et par conséquent de l'angle répondant à la demande de la question 2b

il n'y a même pas besoin de parler nommément de "alpha" car la relation entre ces angles porte un nom.
(réviser le vocabulaire appris en collège sur les angles, cours sur les angles et les angles dans un triangle)

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 18:37

Les angles alpha et KBD sont adjacents.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 18:42

certes.
(d'ailleurs faux, seuls les angles FBO et OBD le sont)

mais c'est dans l'angle d'un rectangle !
donc ils sont plus que cela !
il y a un mot précis pour ça.

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 18:52

Les angles alpha et KBD sont adjacents et complémentaires

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 18:59

oui, les angles FBO et KBD sont complémentaires
(c'est à dire que KBD = 90° - alpha)

mais FBO = BDF
donc ...

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 19:09

KBD=90°-BDF

D'où KBD+BDF=90°

Donc dans le triangle KBD , KBD+BDF=90°

Or KBD+BDF+ BKD=180°

90°+BKD=180°

KBD=90°

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 19:11

\cancel{KBD=90°}

BKD=90°

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 19:16

vérifier la cohérence de ce que tu écris (= se relire avec un esprit critique) est indispensable pour détecter les fautes de frappe

Citation :
KBD=90°-BDF
...
KBD=90°
???

sinon, oui, une fois corrigé, ça sera bien ça.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 19:20

OK, corrigé entre temps.

on peut donc passer à la suite. (Q. 3c etc)
qui est encore et encore des histoires de droites et plans orthogonaux
toujours le même genre que tous les exos de cette série....

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 19:39

3-a) (BF) // (GC) et (GC) (EG)

Alors (BF) (EG)

3-b) (EG) (HF) et (EG) (BF)

(BF) et (HF) sont deux sécantes du plan (BHF) alors (EG) est perpendiculaire au plan (BHF)

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 19:41

Ok , on passe à 4)

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 20:04

quand on est à plus de 35 messages de l'énoncé il est assez pénible de devoir remonter 35 messages au dessus pour savoir ce qui est demandé !!


2b) En déduire que les droites (BO) et (DF) sont perpendiculaires.
fait
3-a) Démontrer que les droites (BF) et (EG) sont orthogonales.
OK

3-b) En déduire que la droite (EG) est perpendiculaire au plan (BFH)
OK

3-c) Que peut on en conclure pour les droites (EG) et (DF) ?
(à faire avant la 4)

4) Démontrer que la droite (DF) est perpendiculaire au plan (BGE).
donc ensuite

utiliser les résultats de la 3-c et de la 2-b (sinon à quoi ça sert qu'on pose cette question 2-b si c'est pour ne pas l'utiliser)

Posté par
matheux14
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 20:17

Oui , c'est terminé.

Merci

Posté par
mathafou Moderateur
re : Droite perpendiculaire à un plan 07-07-20 à 20:35

bon ...



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