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géométrie dans l'espace ( sphère)

Posté par Bidine (invité) 20-03-07 à 15:59

bonjour à tous j'ai un DM à faire pour lundi et un peu d'aide serait la bienvenue !

P est un plan d'équation x+2y+3z+9=0.
a pour équation : x²+y²+z²-2x+2y-4z-10=0.

1. Montrer que est une sphère que l'on caratérisera.
2. Montrer que et P sont sécants en un cercle noté C.
3. Calculer les coordonnées du point H centre de C et calculer le rayon r de C.
4. Vérifier que la droite de repère (H ; ) est incluse dans P. Déterminer et en déduire d'une autre façon le rayon r de C.
5. C étant inclus dans P, le plan Q de direction ( , ) passant par H coupe C en deux points dont on calculera les coordonnées. Rétrouver encore d'une autre façon la valeur de r.
6. Vérifier que le système x²+z²+2z-1=0
                           y=-3      
définit un cercle et qu'il s'agit de C.


Alors en fait j'ai réussi la première question et j'ai trouver que la sphère avait pour centre un point de coordonnées (1 ; -1 ; 2) et un rayon égal à 4.

Mais la problème est que je suis complètement bloqué pour la suite.

Posté par
lafol Moderateur
re : géométrie dans l'espace ( sphère) 20-03-07 à 16:08

Bonjour
question 2 : sais-tu calculer la distance d'un point àun plan ? si oui, vérifie que lecentre de la sphère est à une distance du plan inférieure au rayon de la sphère.

Posté par
cailloux Correcteur
re : géométrie dans l'espace ( sphère) 20-03-07 à 16:26

Bonjour,

Je suppose que (\Delta) est la droite passant par H et de vecteur directeur \vec{i}+\vec{j}-\vec{k} ?

Posté par
cva
géométrie dans l'espace ( sphère) 20-03-07 à 16:33

Bonjour


la sphére et le plan p sont sécants si et seulement si la distance de (centre de  la sphére ) à p  est inférieure  ou égale au rayon de la sphére


d( ;p) = \frac{|x+2y+3z+9|}{\sqrt{1^2+2^2+3^2}=\frac{14}{\sqrt{14} =\sqrt{14} on prend bien entendu les  coordonnées de (x;y;z)


comme \sqrt{14} < 4  la sphére et le plan p sont sécants  et leur

intersection est un cercle de rayon r tel que d^2 +r^2= 4^2 soit \sqrt{14}^2+r^2=4^2

bon courage
r=\sqrt{2}

Posté par
cailloux Correcteur
re : géométrie dans l'espace ( sphère) 20-03-07 à 17:05

Bonjour,

Il y a quelque chose qui ne va pas dans la question 6):

On sait que le cercle C est inclus dans le plan P d' équation x+2y+3z+9=0

Or d' après 6), C serait inclus dans le plan parallèle à xOz d' équation y=-3 distinct de P;
Le système du 6) est bien l' équation d' un cercle de centre H(0,-3,-1) et de rayon \sqrt{2} , mais ce n' est pas C;

Posté par
cva
re : géométrie dans l'espace ( sphère 20-03-07 à 19:33

Bonjour

l'ensemble cherché est l'intersection du plan Q qui contient H et d'une sphère de centre H


x^2+z^2+2z-1=0 et y=-3

x^2+(z+1)^2=2 et y=-3


x^2+(z+1)^2=2 et y=-3

x^2+(y+3)^2+(z+1)^2=2 et y=-3


est effectivement  l'intersection de la sphère de centre H et de rayon \sqrt{2 et du plan Q

comme Q passe par le centre de cette sphère , est le cercle de centre  H et de rayon \sqrt{2}

  =C

Cordialement

Posté par
cailloux Correcteur
re : géométrie dans l'espace ( sphère) 20-03-07 à 21:24

Bonsoir,

Ce que tu écris, cva, confirme ce que je dis:

(\Gamma) est un grand cercle d' une sphère de rayon \sqrt{2} de même centre H que la sphère \Sigma

C est un cercle de \Sigma et les deux shères sont disjointes!

C\,\not= \Gamma

Posté par
cailloux Correcteur
re : géométrie dans l'espace ( sphère) 20-03-07 à 21:52

Re,

Au temps pour moi, j' ai dit des bêtises juste au dessus.

Mais je persiste à dire que (C) est un cercle du plan P et que \Gamma est un cercle du plan d' équation y=-3.

Ces deux plans n' ayant en commun qu'une droite, (C)\not= \Gamma.

Posté par
cailloux Correcteur
re : géométrie dans l'espace ( sphère) 21-03-07 à 00:30

Ce n' est pas parce que 2 cercles ont même centre et même rayon qu' ils sont identiques (dans l' espace).

Evidemment, (P) et (Q) ne sont pas orthogonaux, mais pour la lisibilité du dessin...

 géométrie dans l\'espace ( sphère)

Posté par Bidine (invité)re : géométrie dans l'espace ( sphère) 21-03-07 à 17:25

merci à tous d'avoir répondu mais je voudrai savoir comment on peut calculer les coordonnées du point H centre de C et r son rayon.

Et pour répondre à la question sur la droite oui c bien ça pour le vecteur directeur.

Posté par
cailloux Correcteur
re : géométrie dans l'espace ( sphère) 21-03-07 à 18:01

Bonjour,

\vec{CH}=k\vec{n} avev \vec{n}(1,2,3) vecteur normal du plan P et \||k\vec{n}\||=|k|\,\,||\vec{n}||=\sqrt{14} soit |k|=\pm1.

Si k=1, \vec{OH}=\vec{OC}+\vec{CH}: et H(2,1,5)\notin P
Si k=-1, \vec{OH}=\vec{OC}+\vec{CH}: et H(0,-3,-1)\in P

Posté par
cailloux Correcteur
re : géométrie dans l'espace ( sphère) 21-03-07 à 18:05

J' ai oublié de dire que C est le centre de la sphère \Sigma



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