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droites sécantes et équation cartésienne d'un plan

Posté par
matheudu25
13-06-12 à 12:49

Bonjour, je bloque sur un exercice.
A partir des représentations paramétriques de deux droites d et d', il fallait démontrer qu'elles étaient sécantes, j'ai réussi.
Mais ensuite, on demande une équation cartésienne du plan contenant ces droites et là je ne vois vraiment pas comment faire... Pouvez-vous m'aider svp?

Posté par
malou Webmaster
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 13:23

Bonjour

tu peux prendre 3 points (non alignés)et dire que les coordonnées de ces 3 points vérifient une équation du type ax+by+cz+d=0
cela va te donner un système qu'il faudra résoudre...

en fonction des vecteurs directeurs des droites en question, il est peut-être facile de trouver un vecteur normal directement...

Posté par
Glapion Moderateur
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 13:26

Bonjour, tu as donc normalement 6 équations
x=at+b
y=ct+d
z=et+f
et pareil pour la seconde droite.
x=a'u+b'
y=c'u+d'
z=e'u+f
Comme les droites sont sécantes, ces équations sont redondantes. Il suffit d'éliminer u et t entre ces équations pour avoir l'équation du plan. Mais ça serait plus simple si tu nous donnais tout l'énoncé et notamment les équations paramétriques en question.


Posté par
naghmouch
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 13:27

Bonjour
M (P) det( AM , , ) = 0

  avec : A point d'intersection de d et d'
         vecteur directeur de d
         vecteur directeur de d'

OU BIEN :
               est normal à (P)

      donc AM .( ) = 0

Posté par
matheudu25
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 13:28

Merci pour votre réponse!
Mais les points je les trouve comment?

Les systèmes sont:
D: x= -1     et D': x= 4-5t'
   y= 1-t           y= 3-2t'
   z= 1-2t          z= -1+2t'
Les droites sont sécantes en H(-1;1;1)
C'est tout ce qu'on a comme renseignements...

Posté par
malou Webmaster
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 13:28

eh oui, mais pas au programme....

Posté par
matheudu25
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 13:35

Je viens de voir les réponses mais je ne comprends pas... J'espère qu'avec l'énoncé que je vous ai donné ça ira mieux... Merci en tous cas

Posté par
malou Webmaster
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 13:39

alors, tu peux prendre la méthode de Glapion
mais je réponds à ta question

Citation :
Mais les points je les trouve comment?


en prenant t= ce que tu veux....cela te donne un point de D
tu prends pour que ce soit simple
déjà tu connais H

ensuite sur D, si tu prends t=1, cela te donne un autre point de D

ensuite, tu en prends un sur D', par ex t' = 0....

Posté par
Glapion Moderateur
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 13:40

Si tu n'as pas appris le produit vectoriel, voilà un autre procédé.
Prenons D', ça s'écrit t'=(4-x)/5=(3-y)/2=(z+1)/2 donc on en déduit facilement 2 plans contenant D' :
y+z-2=0
2x-5y+7=0
Tous les plans qui contiennent D' s'écrivent (y+z-2)+(2x-5y+7)=0
Pour trouver le plan particulier qui contient D il faut remplacer x;y;z par les équations de D :
1-t+1-2t-2+(-2-5+5t+7)=0 =3/5 (indépendant de t ce qui confirme que les deux droites sont bien coplanaires).
Et donc il ne suffit plus que de remplacer par 3/5 6x-10y+5z+11=0

Posté par
Glapion Moderateur
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 13:45

Une autre façon de faire plutôt plus facile à comprendre c'est de chercher le plan sous la forme ax+by+cz+1=0 par exemple

On remplace les x; y ; y par les équations paramétriques de D, ça donne un polynôme At+B=0 et comme ça doit être vrai pour tout t c'est que A=0 et B=0
On recommence avec D' ce qui donne 2 autres équations. Et on résout le système formé par ces équations et ça donne a;b;c

Posté par
matheudu25
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 14:13

Citation :
Tous les plans qui contiennent D' s'écrivent (y+z-2)+(2x-5y+7)=0


Pourquoi?

Citation :
en prenant t= ce que tu veux....cela te donne un point de D
tu prends pour que ce soit simple
déjà tu connais H

ensuite sur D, si tu prends t=1, cela te donne un autre point de D

ensuite, tu en prends un sur D', par ex t' = 0....


J'ai 3 points, mais un système à 4 inconnues impossible à résoudre...

Citation :
sous la forme ax+by+cz+1=0 par exemple


Pourquoi d=1?

Merci pour vos réponses, ça peut tomber au bac cette question? Parce que je trouve ça très dur...

Posté par
malou Webmaster
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 14:18

je réponds en partie...

Citation :

Pourquoi d=1?


parce qu'il y a une infinité d'équations pour un même plan (tu l'as vu, 4 inconnues pour 3 équations)
donc je choisis celle qui correspond à d=1 pour simplifier le système

Citation :
ça peut tomber au bac cette question? Parce que je trouve ça très dur...

posé sous cette forme, cela ne me parait pas dans l'air du temps....à la limite sous forme de QCM, ou bien de dire vérifier que telle équation est...mais je ne pense pas sous cette forme..;c'est un exercice "reliquat" des anciens programmes, qui traine encore dans les livres...mais pas vraiment un objectif du programme actuel...bonnes révisions !

Posté par
Glapion Moderateur
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 14:20

Tous les plans qui contiennent D' s'écrivent (y+z-2)+k(2x-5y+7)=0
Oui c'est vrai c'est un résultat de cours. Quand on fait varier k, on fait tourner le plan autour de la droite. Ça s'appelle un faisceaux de plans. Disons que quand on as deux de ces plans, on peut extrapoler tous les autres en faisant P+kP'.

L'équation d'un plan c'est normalement ax+by+cz+d=0 mais les constantes sont déterminées à un facteur multiplicatif près. l'équation n'est pas unique et par exemple x+y+z-1=0 c'est le même plan que 2x+2y+2z-2=0

On peut donc décider de fixer arbitrairement l'une des constantes. Ici j'ai choisi d=1 mais on aurait pu prendre n'importe quoi.

Si ça te gène, tu peux laisser ax+by+cz+d=0 et puis à la fin exprimer a;b;c en fonction de d et simplifier par d, ça reviendra au même.

Posté par
matheudu25
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 15:21

J'ai essayé cette méthode mais à partir de t et en remplacant par les x, y et z de D' mais ça ne me donne pas la même équation que vous aviez donné, c'est normal?

Posté par
Glapion Moderateur
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 15:32

non on devrait trouver une équation équivalente.
Alors faisons le pour voir.
Donc dans ax+by+cz+1=0 je remplace x=-1;y=1-t;z=1-2t -a+b(1-t)+c(1-2t)+1=0 (-a+b+c+1)+t(-b-2c)=0 d'où nos deux premières équations :
-a+b+c+1=0
-b-2c=0

Recommençons avec x=4-5t;y=3-2t;z=-1+2t a(4-5t)+b(3-2t)+c(-1+2t)+1=0 (4a+3b-c+1)+t(-5a-2b+2c)=0 d'où deux équations supplémentaires : 4a+3b-c+1=0 et -5a-2b+2c=0

En tout :
-a+b+c+1=0
-b-2c=0
4a+3b-c+1=0
-5a-2b+2c=0
Elles sont compatibles, ce qui prouve que les deux droites sont concourantes, d'ailleurs si on fait (1)-(3) on trouve la (4)

Si tu résous le système d'une façon ou d'une autre tu trouves a=6/11;b=-10/11 et c=5/11 ce qui donne bien 6x-10y+5z+11=0 comme équation.

Posté par
matheudu25
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 15:39

Je parlais de la méthode avec le k la constante...

Mais avec cette méthode des 4 équations, pas moyen de résoudre

Posté par
Glapion Moderateur
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 15:44

tu tires b=-2c de la seconde et tu remplaces dans la 1) et la 3) par exemple

Avec le k, je te l'ai entièrement fait dans mon post du 13-06-12 à 13:40

Posté par
matheudu25
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 15:47

Merci!
Oui j'ai vu, mais je me demandais si en prenant t et en remplaçant par x, y et z de D' ça marchait aussi, parce que moi j'obtiens pas la même équation

Posté par
Glapion Moderateur
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 15:50

Oui si tu trouves deux plans P=0 et Q=0 qui contiennent D, que tu écris P+Q=0 et que tu remplaces les x;y;z par les équations paramétriques de D', tu dois retomber aussi à la fin sur le même plan.

Posté par
matheudu25
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 15:55

Bon bah je ne trouve pas pareil tanpis j'abandonne merci pour vos réponses!

Posté par
Glapion Moderateur
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 15:56

C'est quoi les deux plans que tu as pris et qui contiennent D ?

Posté par
matheudu25
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 16:14

2-2y=0 et z-2y+1=0

Posté par
matheudu25
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 22:33

c'est pas ça?

Posté par
Glapion Moderateur
re : droites sécantes et équation cartésienne d'un plan 13-06-12 à 23:29

heu des plans qui contiennent D :
x= -1
y= 1-t
z= 1-2t

déjà tu as le plan x=-1
Par contre je ne comprends pas 2-2y=0 et z-2y+1=0
tes équations paramétriques te donnent :
t=1-y=(1-z)/2 donc tes deux plans naturels sont x+1=0 et 2-2y=1-z -2y+z+1=0 donc OK pour le second mais le premier je ne vois pas.



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