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produit scalaire

Posté par
marc95
15-12-11 à 11:55

Bonjour, j'ai fait un exo mais je penses avoir fait des erreurs. quelqu'un pourrait m aider svp ?

ABCDEFGH est le cube d'arete 1 (ABCD face du bas et EFGH face du haut)
L'espace est muni du repere orthonormal (A,AB,AD,AE)
On designe par "a" un reel strictement positif.
L,M et K sont les points definis par : (les segments sont des vecteurs)
AL=aAD , AM=aAB , CK=aCG.

1)a)calculer le produit scalaire EM.EL

b)en deduire la valeur ,en fonction de a, de cos (MÊL).

c)En deduire que sin (MÊL) = (a racine de (a²+2))/(1+a²)

d)calculer l'aire du triangle ELM

e)demontrer que la droite (AK) est orthogonale au plan (ELM)

2)on note P le projete orthogonal de A sur le plan (ELM)
a)demontrer que AM.AK=AP.AK

b)les vrecteurs AP et AK etant colineaires ,on note alpha le reel tel que AP= (alpha)*AK
Demontrer que alpha = a/(a²+2).
En deduire que P appartient au segment [AK].

c)determiner les coordonnees de P

d)Exprimer PK en fonction de AK
En deduire que PK=(a²-a+2)/racine de(a²+2)

3)à l'aide des questions précédentes, déterminer le volume du tétraèdre ELMK en fonction de a.



merci d avance

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 12:01

voila ce que j'ai fait.

1)a) EM.EL = (EA + AM).(EA + AL)
= EA.EA + EA.AL + AM.EA + AM.AL
= 1 + 0 + 0 + 0
= 1

b) EM.EL = EM x EL x cos(EM ; EL)

or en appliquant le theoreme de Pythagore dans le triangle EAM rectangle en A on aura : EM2 = EA2 + AM2 = 1 + a2

de meme en appliquant le theoreme de Pythagore dans le triangle EAL rectangle en A on aura : EL2 = EA2 + AL2 = 1 + a2

Comme EM.EL = EM x EL x cos(EM ; EL)
donc 1 = √(1 + a2) √(1 + a2).cos(MEL)

Par suite cos(MEL) = 1/(1 + a2)


c) comme cos2(MEL) + sin2(MEL) = 1
donc sin2(MEL) = 1 - 1/(1 + a2)2 = (a4 + 2a2 + 1 - 1)/(1 + a2)2 = (a4 + 2a2)/(1 + a2)2

alors sin(MEL) = rad [(a4 + 2a2)/(1 + a2)2] = a.rad[a2 + 2] / (1 + a2)


c est cela pour l instant
c est bon
?

Posté par
watik
re : produit scalaire 15-12-11 à 12:20

bonjour

c'est juste continues

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 12:31

d)S= 1/2 EM.EL sin MEL
or  MEL est aigu et :
sinMEL = racine ( 1-cos^2MEL) = racine (1-1/(a^2+1)^2= a racine(a^2+2)/(a^2+1)
EM =EL = racine (a^2 +1)
dou S = a racine (a^2+2)/2

? c ets bon

Posté par
watik
re : produit scalaire 15-12-11 à 12:34

c'est juste continues

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 12:39

1)e) pour démontrer que la droite(AK)est orthogonale au plan(ELM) il faut que les produits scalaires suivants soient égal à 0 :

AK.EM et AK.EL  ?

Posté par
watik
re : produit scalaire 15-12-11 à 12:42

c'est ça fais le

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 12:45

mais on a pas tous les coordonnees

Posté par
watik
re : produit scalaire 15-12-11 à 12:51

si
tu as
L(0;a;0)
M(a;0;0)
K(1;1;a)
EM=AM-AE=aAB-AE
EL=AL-AE=aAD-AE
donc
AK.EM=(1)(a)+(1)(0)+(a)(-1)=a-a=0
fais l'autre AK.EL

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 12:59

mais la vous avez calcure queAk dans AK.EM=((1)(a)+(1)(0)+(a)(-1))=a-a=0
non ?

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:06

non c est bon enfaite AK.(1,1,a)    EM( a,o,-1)
donc AK.EM ((1)(a)+(1)(0)+(a)(-1)= o
?

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:09

pour AK.EL just enfaite le cordonner de E c est quoi ?
AK.(1,1,a)

Posté par
watik
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:09

tu as

CK=aCG
CA+AK=a(CA+AG)
AK=aCA+aAG-CA
  =(1-a)AC+aAG
  =(1-a)(AB+AD)+a(AB+AD+AE)  ; car AC=AB+AD et AG=AB+AD+AE
  =(1-a+a)AB+(1-a+a)AD+aAE
  =AB+AD+aAE
donc
K(1;1;a)
EM=aAB-AE
la base (AB;AD;AE) étant othonormale donc le produit scalire est:
AK.EM=(a)*(1)+(0)*(1)+(-1)*(a)=a+0-a=0

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:20

ah ok c est compris pour AK.EM
pour AK.EL= 1*0+1*a+a*0
je trouve a :S

Posté par
watik
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:22

AK=AB+AD+aAE
EL=aAD-AE

AK.EL=(1)*(0)+(1)*(a)+(a)*(-1)
     =0+a-a
     =0

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:27

donc (AK) est orthogonale a (EM)

par suite la droite (AK) est orthogonale au plan (ELM)

merci beaucoup
je fait la suit et je le post

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:29

2)a)P intersection de (AK) avc le plan ELM
De plus (AK) est orth a ce plan
On en dedui que P est la projection ortho de M sur (AK)
Donc vec AM.AK = AP.AK
c est bon ?

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:33

pour la 2)b) j ai deux maniere mais je sais pas si ils sont correct ou pas

2)b)On a AM.AK = AP.AK
or AM.AK = AM.(AB + BG + GK)
= AM.AB + AM.BG + AM.GK
= a + 0 + 0 = a

comme AM.AK = AP.AK
donc AP.AK = a
alpha .(AK)2 = a
alpha = a / (AK)2

or AK2 = AB2 + BK2

avec BK2 = a2 + 1 (theoreme de Pythagore dans le triangle BCK rectangle en C)

donc AK2 = 1 + a2 + 1
= a2 + 2

d'ou alpha = a / (AK)2
= a /a2 + 2

comme 0 < a /a2 + 2 < 1 et AP = (alpha) x AK

donc P appartient au segment [AK].


Ou on fait

Vec AP=alfaAK
AM.AK=aflfa vecAK^2= AK^2
Vec AM(a,0,0), vec AK (1,1,a)
D ou a= alfa (a^2+2)
Et alfa = a/(a^2+2)

c est bon ?

Posté par
watik
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:38

non c'est pas bon

P appartient à (ELM)

(AK) perpendiculaire à (ELM) donc (AK) perpenduculaire à toute droite de (ELM)
comme (PM) est une droite de (ELM) donc (AK) perpendiculaire à (PM)
donc AK.PM=0
donc
AK.(PA+AM)=0  ; chasles
donc
AK.PA+AK.AM=0
donc
AK.AM=-AK.PA
     =AK.AP

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:41

mon 2)a) est bon ?

2)b) j ai compris , mais pas la fin
AK.AM=-AK.PA
     =AK.AP
cmment vous avez passee de =-AK.PA
     =AK.AP
?

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:43

a non desoler je voulers demander si mon 2)b est bpon

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 13:58

pouvez vous m aider svp ?

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 14:10

je block vraimnent pouvez vous m aider svp ?

Posté par
watik
re : produit scalaire 15-12-11 à 14:27

rebonjour j'étais parti manger.

2b) AP=xAK  ; je note x=alpha

AM.AK=aAD.(AB+AD+aAE)=a
AP.AK=xAK.AK=xAK²=x(1+1+a²)=x(2+a²)

AM.AK=AP.AK donc a=x(2+a²) donc x=a/(2+a²)

a²-a+2=(a-1/2)²-1/4+2=(a-1/2)²+7/4 >0 donc a²+2>a donc a/(2+a²)<1
comme a>0 donc
0<a/(2+a²)<1 donc P appartient au segment [AK]

c)AP=xAK=x(AB+AD+aAE)=xAB+xAD+axAE
donc les coordonnées de P sont P(a/(2+a²);a/(2+a²);a²/(2+a²))

d)
PK=AK-AP
  =AK-xAK
  =(1-x)AK

donc
||PK||=|1-x|*||AK||
      =(1-a/(2+a²))*V(1+1+a²)
      =(a²-a+2)/V(2+a²)

3) soit V le volume du tétraèdre ELMK
V=(1/3)||PK||*S

S=aV(a²+2)/2
||PK||=(a²-a+2)/V(2+a²)

V=(1/3)[(a²-a+2)/V(2+a²)]*[aV(a²+2)/2]
=(1/6)a(a²-a+2)
=a(a²-a+2)/6

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 14:32

jje vous remerci beacoup pour votre aide vraiment merci pour tout
just une question  dans la 2)a
quand vous dites
AK.PA+AK.AM=0
donc
AK.AM=-AK.PA
     =AK.AP
je vois pas comment vous avez paser de AK.AM=-AK.PA a  =AK.AP

merci encore pour tout

Posté par
watik
re : produit scalaire 15-12-11 à 14:35

parce que -AK.PA=AK.(-PA)=AK.AP

Posté par
marc95
re : produit scalaire 15-12-11 à 14:41

a ok donc finalement ca done AK.AM=AK.AP
donc AM.AK=AP.AK

merci encore pour tout

je vais tout revoir et bien relire merci encore



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