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Niveau Licence Maths 1e ann
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Géométrie dans l'espace

Posté par
NoeP
22-09-24 à 16:24

Bonjour, j'ai des difficultés pour un exercice sur de la géométrie dans l'espace, je ne sais pas par où commencer, pourriez vous, pour commencer, me donner des pistes s'il vous plait :

Dans l'espace affine, soit ABCD un tétraèdre régulier de coté a, et O son centre de gravité. Exprimer (produit scalaire des vecteurs AB et AC) en fonction de a, puis démontrer les propositions suivantes :
(a) Deux arêtes opposées quelconques sont orthogonales.
(b) Chaque médiane est orthogonale à la face opposée.
(c) Le centre de la sphère circonscrite au tétraèdre est 0.

Si quelqu'un aurait une idée, merci

Posté par
sanantonio312
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 16:32

Bonjour NoeP,
Tu as certainement commencé.
Qu'as-tu trouvé?
Où bloques-tu?

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 16:36

Et bien pour commencer je ne sais pas comment exprimer le produit scalaire de AB et AC, on ne possède pas leurs coordonnées, donc comment faire ?

Posté par
sanantonio312
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 16:41

\vec{u}.\vec{v}=||\vec{u}||\times||\vec{v}||\times cos(\vec{u},\vec{v})

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 16:46

Donc l'expression en fonction de a serait :
AB . AC = a² x cos(AB, AC)     (avec AB et AC des vecteurs bien sûr)
C'est bien ça ??

Posté par
sanantonio312
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 16:48

Oui. Et comme le tétraèdre est régulier, l'angle entre les vecteur est ...???

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 16:51

60° donc  AB . AC = a² x 60   ???

Posté par
sanantonio312
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 16:57

cos(60°)

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:01

D'accord donc si je reprends :
AB . AC = a x a x cos(AB, AC)
                  =  a² x cos(60°)

Posté par
sanantonio312
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:04

Oui. Mais cos(60°) a une valeur connue

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:04

1/2 ??

Posté par
sanantonio312
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:06

Oui. Tu en doute?

Géométrie dans l\'espace

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:07

D'accord donc finalement :
AB . AC = a²/2
C'est ça ?

Posté par
sanantonio312
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:15

Oui

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:19

D'accord donc pour la question suivante (a), j'imagine qu'il faut manipuler des vecteurs afin d'arriver à quelque chose d'interressant, mais partir d'où ? De l'expression trouvée ? (AB . AC = a²/2)

Posté par
sanantonio312
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:22

A priori, pour la suite, ce calcul ne sert à rien.
Concernant la question (a), dans les fiches de première ici sur l'ile, on trouve ça Un exercice de tétraèdre

Posté par
sanantonio312
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:24

Sachant qu'un tétraèdre régulier est un tétraèdre dont toutes les faces sont des triangles équilatéraux

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:27

D'accord j'ai compris, cette explication permet également pour la (b) non ?

Posté par
malou Webmaster
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:35

Bonjour

qu'appelle-t-on médiane dans un tétraèdre ?

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:37

Il me semble que c'est est un segment de droite entre un sommet du tétraèdre à l'isobarycentre (centre de gravité) de la face opposée de ce sommet

Posté par
malou Webmaster
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:39

oui, exact, ça peut être ça

edit

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:43

D'accord, mais cela ne revient pas à ce que j'ai dis ??

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:44

A d'accord

Posté par
malou Webmaster
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:44

nos messages se sont croisés, prends la définition que tu as donnée

Posté par
sanantonio312
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:49

Il n'est pas question du centre de gravité d'une face quelconque dans la question (a). Je vois donc mal son utilisation pour la (b).
En revanche, la technique avec des produits scalaires de vecteurs orthogonaux est bien vue...

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 17:59

Donc ? Je ne vois pas comment faire...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 19:53

bonsoir,

pour la a :
\vec{AB}.\vec{DC} =  \vec{AB}.\left(\vec{A?}-\vec{A?}\right)

pour la b : du même genre (avec la définition vectorielle d'un isobarycentre)

pour la c : les 4 médianes d'un tétraèdre sont concourantes en ...
(par associativité des barycentres)
or la question b dit que ...

Posté par
NoeP
re : Géométrie dans l'espace 22-09-24 à 20:15

D'accord je regarderais ça demain matin



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