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Niveau première
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Problème vecteurs

Posté par
Ekofisk
25-11-08 à 18:48

Bonjour tout le monde je suis en 1ère S et je n'arrive absolument pas à faire un exercice que j'aimerais pourtant réussir.

Voilà l'énoncé:
L'espace est rapporté au repère orthonormal (0;i;j;k)
On nomme A le point de coordonnées (2;3;2)
Dans le Plan P de repère (0;i;j) on désigne par D la droite d'équation y=x.
M est un point de la droite D.

1) Démontrer que pour tout point M il existe un réel x tel que M a pour coordonnées (x;x;0).
2) Calculer AM² en fonction de x
3) Déterminer la position de M0 du point M pour que la distance AM soit Minimale.
4) Démontrer que la droite (AM0) est orthogonale à D.

Merci beaucoup de m'aider car je ne comprends absolument rien mais en essayant de le faire.
Merci et bonne soirée.

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 18:58

S'il vous plaît c'est important.

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:07

Il me faut absolument une aide s'il vous plaît.

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:19

Je vous en supplie

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:26

puisque le point M est sur la droite D, il est dans le plan P. Si x est l'abscisse de M alors y=x puisque l'équation de la droite est y=x. ET la coordonnée z=0 . Donc M(x,x,0)

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:27

Pas besoin de calcul ?
Et pour le reste ?
Merci beaucoup.

Posté par
pgeod
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:27


1) Démontrer que pour tout point M il existe un réel x tel que M a pour coordonnées (x;x;0).

la droite (d) dans l'espace est défini par y=x et z = 0

un point M de cette droite a donc pour coordonnées (x; y=x; z=0) = (x; x; 0)

...

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:28

pour calculer AM²=(xM-xA)+(yM-yA)+(zM-zA)

Posté par
pgeod
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:31

bonjour tortue. Ne manquerait-il pas des puissances² ?
...

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:34

AM²=(xM-2)+(yM-3)+(zM-2)
Et après ?

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:37

Ou ceci ?
AM²=(xM-2)²+(yM-3)²+(zM-2)²
Puis après je ne sais pas quoi faire.

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:38

oups oui PGEOD. !!!!!!!il manque les puissances .
Il faut lire AM²= (xM -xA)²+(yM-yA)² +......

Toutes mes excuses.

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:38

AM²=(xM-2)²+(yM-3)²+(zM-2)²
Puis après je ne sais pas quoi faire.
Je développe ?

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:42

Ce qui donne
AM²= xM²-4xM+yM²-6yM+zM²-4zM+17
Et après ?

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 19:54

Remplace les coordonnées de M par (x;x;o). Tu trouves AM = ..........
uniquement fonction de x.

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:00

ensuite étudie la fonction f(x) = ................(calcul de la dérivée  étude du signe de cette dérivée et sens de variation de la fonction)

Pour la valeur qui annule la dérivée, la fonction est minimale donc la distance AM ets minimale

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:08

Oula dérivée je n'ai pas fait.

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:10

Je ne comprends pas quand tu me dis de remplacer les coordonnées de M
Peux-tu me montrer ?

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:12

ah  et la forme canonique connais tu ?

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:13

Oui je connais.
Mais peux-tu me faire la question du AM² car je ne comprends pas stp

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:14

tu remplaces xM par x, yMpar x et zMpar 0 tout simplement

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:16

Ce qui donne AM²=x^3-4x+yx²-6x+17
c'est cela ?

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:19

Ou alors ceci AM²=x^3-4x+(yx)²-6x+17
Car je ne sais pas si le carré est pour tout ou juste le x.

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:22

pourquoi x^3 ? alors que l'on n'a que des carrés

il ne doit plus y avoir de y puisque y=x

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:23

il faudrait apprendre correctement les identités remarquables

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:24

Ah excuse moi finalement c'est plutôt AM²=x²-4x+x²-6x+17 <=> 2x²-10x+17

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:27

AM²=(x--2)²+(x-3)²+4
AM²=2x²-10x+17

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:28

C'est ça ?
Et après ?

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:35

Que faire pour la question 3) et 4) ?
S'il vous plaît

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:35

oui c'est cela Après on te demande de calculer AM. Donc il faut prendre la racine carrée de cette expression

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:37

Je ne vois pas ou on me demande de calculer AM.
Sinon AM=2x+10x+17
C'est ça ?

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:47

S'il vous plaît j'aimerais finir cette exercice avant ce soir

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:47

oui sauf que c'est 2x²et -10x. Pour éviter de travailler avec des racines carrées, on va dire que si AM  est minimale alors AM² est aussi minimale. Trouve donc la forme canonique de l'expression trouvée à 20h27.Tu mets d'abord 2 en facteur 2(x²-..........)

ensuite les 2 premiers termes de l'expression à l'intérieur de la parenthèse sont le début d'une identité remarquable.

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:49

Donc cela donne 2(x²-5x)+17
C'est ça ?

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:51

oui continue

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:52

Je ne sais pas quoi faire^^

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:53

AM²=2x²-10x+17
Donc AM=2x²-10x+17
Ce qui donne 2(x²-5x)+17
Mais après ...

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:58

A partir de ceci comment déterminer t'on la position de Mzéro du point M ?

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 20:59

x²-5x est le début de l'identité remarquable (x-5/2)²il faut ensuite enlever 25/4 puisque ce terme ne figure pas dans l'expression ce qui revient à écrire :
Am²=  2[(x-5/2)²-25/4] +17. On développe AM²= 2(x-5/2)²-25/2+17 =2(x-5/2)²-25/2+34/2

AM²= 2(x-5/2)²+9/2

Donc AM² minimale pour x=5/2 Donc le pointM0a comme abscisse 5/2et comme ordonnée 5/2 aussi puisque x=y et z =0

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 21:01

Ah d'accord j'avoue que je ne pensais carrement pas à ça.
Merci beaucoup tortue je ne sais pas comment te remercier.
Et sinon pour la 4) ?

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 21:05

Mais comment déduis-tu de AM²= 2(x-5/2)²+9/2 que le point x=5/2 est abscisse de M0 ?

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 21:08

car AM² donc AM minimale quand x-5/2=0 donc pour x= 5/2 t comme on dit que c'est en M0 que AM est minimale, voilà

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 21:09

Ah d'acord merci beaucoup
Et pour la dernière question ?
Je te laisse tranquille après

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 21:10

pour montrer que AM0 est perpendiculaire à D, il faut déterminer le vecteur directeur de D et montrer qu'il est orthogonal à AM0

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 21:10

Oula ça ne paraît pas clair^^

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 21:13

Moi et les vecteurs ça fait deux...

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 21:19

D a pour équation y=x donc son vecteur directeur est \vec{u}(1;1;00x2) et \vec{AM0=(xM0-xA);(yM0-yA)soit
AM0(5/2-2;5/2-3;0-2)
AM0(1/2;-1/2;-2)

2 vecteurs sont orthogonaux si xx' +yy'+zz'=0 où x,y,z et x',y',z' sont les coordonnées des 2 vecteurs. IL ne reste plus qu'à le vérifier : 1x(1/2)+1x(-1/2)+0x(-2)=0
les 2 vecteurs sont orthogonaux, la droite D est perpendiculaire à AM0(vecteur). Et c'est logique c'est la définition de la distance d'un point à une droite

Posté par
tortue
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 21:20

pour les coordonnées du vecteur u il faut lire : (1;1;0)

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 21:21

Ah oui la fameuse formule
Merci beaucoup tortue tu es génial.
Je te souhaite une très bonne soirée et encore merci

Posté par
Ekofisk
re : Problème vecteurs 25-11-08 à 21:22

Une dernière question d'ou sort tu les coordonnées du vecteur u ?

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