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Produit Scalaire dans un Cube

Posté par
Akimasa
15-04-13 à 18:40

Bonjour,

Je suis coincé sur un exercice, et j'aimerais que vous m'aidiez. Voici l'énoncé :

Dans un cube ABCDEFGH, on désigne par I et J les milieux respectifs des segments [AE] et [CG].
K désigne le centre de la face ABCD (face du "dessous" du cube sur le dessin fourni avec l'énoncé).
Les calculs seront effectués dans le repère orthonormal (A, AB, AD, AE).

De plus, voici les coordonnées de chacun des points du cube :
A(0, 0, 0) ; B(1, 0, 0) ; C(1, 1, 0) ; D(0, 1, 0) ; E(0, 0, 1) ; F(1, 0, 1) ; G(1, 1, 1) ; H(0, 1, 1) ; I(0, 0, 1/2) ; J(1, 1, 1/2) et K(1/2, 1/2, 0).

2.a) Montrer que la droite (KF) est orthogonale au plan (IBJ).
2.b) Soit L le centre de gravité du triangle AFC. Montrer que le point L est sur la droit (KF) et sur le plan (IBJ).

3. Soit (S) l'ensemble des points de l'espace dont les coordonnées vérifient l'équation : x²+y²+z²-x-y+(1/3)=0.

a) Vérifier que (S) est une sphère dont on précisera le centre et le rayon.
b) Montrer que L est un point de (S). Quelle propriété géométrique relative à (S) et au plan (IBJ) peut-on déduire de ce dernier résultat ?


Merci d'avance de votre aide.

Posté par
Hiphigenie
re : Produit Scalaire dans un Cube 16-04-13 à 00:15

Bonsoir Akimasa

L'énoncé n'est pas complet...
2a) Tu as dû montrer dans la première partie que le vecteur  \vec{n}(1;-1;2)  est normal au plan (IBJ).
Montre que les vecteurs  \vec{n} et \vec{KF} sont colinéaires.

coordonnées de K...
coordonnées de F...

Donc coordonnées de  \vec{KF}...

Posté par
Akimasa
re : Produit Scalaire dans un Cube 16-04-13 à 07:40

En effet oui, mais en fait j'ai tout réussi sauf la dernière question, l'interprétation géométrique.
Je ne vois pas du tout, et aucun élève de ma classe ne sait y répondre.
Pourriez-vous m'aider?

Posté par
Hiphigenie
re : Produit Scalaire dans un Cube 16-04-13 à 09:09

Pour trouver l'interprétation géométrique, voici quelques questions utiles :

Quelles sont les coordonnées du centre de la sphère (S) ?
Que vaut le rayon de cette sphère ?
Que vaut la distance LK ?

Posté par
Hiphigenie
re : Produit Scalaire dans un Cube 16-04-13 à 09:27

Ensuite, tu peux réfléchir à cette définition :

Le plan tangent à une sphère en un de ses points est le plan perpendiculaire en ce point au rayon qui comprend ce point.

Posté par
Akimasa
re : Produit Scalaire dans un Cube 16-04-13 à 16:43

Bonjour,

L appartient au plan (IBJ) et L appartient à (S) donc le plan (IBJ) est tangent à la sphère?

Est-ce ça le raisonnement? Je ne vois pas où placer le rayon.
(Merci de ton aide d'ailleurs ! )

Posté par
Hiphigenie
re : Produit Scalaire dans un Cube 16-04-13 à 17:19

Citation :
L appartient au plan (IBJ) et L appartient à (S)
OK !

Tu as dû trouver par les calculs que le centre de la sphère est le point K.
Le segment [KL] est donc un rayon de la sphère (S).

La droite (KF) est orthogonale au plan (IBJ).
Puisque L est un point de (KF), le rayon [KL] est perpendiculaire au plan (IBJ).

Par conséquent, le plan (IBJ) est tangent à la sphère (S) en son point L puisque le plan (IBJ) est perpendiculaire en ce point L au rayon [KL].

Posté par
Akimasa
re : Produit Scalaire dans un Cube 16-04-13 à 17:31

Ah ! Merci de ta réponse !
Je peux désormais achever ce DM.

Encore merci Hiphigenie !

Posté par
Hiphigenie
re : Produit Scalaire dans un Cube 16-04-13 à 17:39

Avec plaisir !



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