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produit scalaire repérage dans l'espace

Posté par
Nelcar
23-01-21 à 13:32

Bonjour,
voici un exercice que je dois faire à savoir :
Sans un repère orthonormé de l'espace, on considère les points A(5;-5;2) B(-1;10) C(0;1;2) et D(6;-6;-1)
1 ) déterminer la nature du triangle BCD et calculer son aire
2a) Montrer que le vecteur n (-2;3;1)  est un vecteur normal au plan (BCD)
b) déterminer une équation cartésienne du plan (BCD)
3) déterminer une représentation paramétrique de la droite d orthogonale au plan (BCD) et passant par le point A
4) Déterminer les coordonnées du point H, intersection de la droite d et du plan(BCD)
5) déterminer le volume du tétraèdre ABCD
6a) calculer les longueurs AB et AC
b) déterminer une valeur approchée au dixième de degré près de l'angle BAC

JE commece voici le début
1) produit scalaireBC.CD=0 donc BCD est rectangle en C de plan BCD
BC=racine de 5
CD= racine de 70 donc différent le triangle n'et pas isocèle en C
2) BC.n =0
CD.n=0
donc le vecteur  est un vecteur normal du plan (BCD)
b) -2x+3y+z+d=0
3) la droite d passe par A
x=5-2t
y=-5+3t   t
z=2+t
4) j'ai le début mais je n'arrive pas à faire la suite je prend quoi comme vecteur directeur
x=-1
y=1
z=0

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 13:37

Bonjour,
Vérifie
B(-1;10)

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 13:45

2)
équation du plan BCD

b) -2x+3y+z+d=0
que vaut d?

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 14:19

Re,
1) j'ai oublié de mettre l'aire du triangle rectangle BCD soit (5 * 70)/2=(514)/2

2b) oui je venais de voir
-2x+3y+z+d=0
soit (-2*-1)+3*1+1*0+d=0
6+d=0  donc d= -6
ce qui donne
-2x+3y+z-6=0
3)la droite d passe par A
x=5-2t
y=-5+3t   t
z=2+t
4) -2x+3y+z-6=0
-2(5-2t)+3(-5+3t)+(2+t)-6=0
-10+4t-15+9t+2+t-6=0
14t-29=0  t=29/14
xh=5-2(29/14)=6/7
yb=-5+3(29/14)=17/14
yh=2+1(29/14)= 57/14


MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 14:23

tu peux vérifier  D(6;-6;-1)

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 14:29

Re,

comment faire pour vérifier comme tu dis

MERCI
je vais poursuivre après

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 15:14

Re,
en recopiant au propre j'ai fait une erreur donc je rectifie
1) produit scalaireBC.CD=0 donc BCD est rectangle en C de plan BCD
BC=racine de 5
CD= racine de 70 donc différent le triangle n'et pas isocèle en C
l'aire du triangle rectangle BCD soit (5 * 70)/2=(514)/2
2a) BC.n =0
CD.n=0
donc le vecteur  est un vecteur normal du plan (BCD)
b)-2x+3y+z+d=0
soit (-2*-1)+3*1+1*0+d=0
5+d=0  donc d= -5
ce qui donne
-2x+3y+z-5=0
3)x=5-2t
y=-5+3t   t
z=2+t
4) -2x+3y+z-5=0
-2(5-2t)+3(-5+3t)+(2+t)-5=0
-10+4t-15+9t+2+t-5=0
14t-28=0  t=28/14=2
xh=5-2(2)=1
yb=-5+3(2)=1
yh=2+1(2)= 4

PLSVU : comment faire pour vérifier :"tu peux vérifier  D(6;-6;-1)"

J'attend votre réponse avant de continuer

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 15:26

C(0;1;2) et D(6;-6;-1)
\vec{CD} ( 6;-7,-3)
 \\ \vec{n}  (-2;3;1)
\vec{n}.\vec{CD}=-12-21-3\neq 0
CD^2=36+49+9\neq 70
tu trouves
CD= racine de 70
CD.n=0

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 15:29

autre erreur de frappe
Sans un repère orthonormé de l'espace

dans ce cas on ne peut pas détermlner  par calcul , les longueurs des segments

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 15:37

Re,
je ne comprend pas ce que tu veux dire.
est-ce que ce que j'avais fait était bon

5) déterminer le volume du tétraèdre ABCD
V=1/3*aire*ht
je prend quoi comme hauteur ? (j'ai pensé car j'ai fait un petit dessin à CD°

MERCI

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 15:40

Re,

j'ai C(0;1;2)   D(6;6;-1)
vecteur CD (6-0=0;6-1=5;-1-2=-3)

je ne trouve pas comment toi

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 15:57

evidemment
puisque tu a s tapé ceci:
Sans un repère orthonormé de l'espace, on considère les points A(5;-5;2) B(-1;10) C(0;1;2) et D(6;-6;-1)
et je t'ai demande de verifié.....

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 16:02

je t'ai demandé de vérifiER....

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 16:14

Re,
en effet grosse erreur de frappe enfin j'ai oublié de mettre le ; il faut donc lire :
Dans un repère orthonormé de l'espace, on considère les points A(5;-5;2) B(-1;1;0) C(0;1;2) et D(6;-6;-1)

ok

merci de vérifier ce que j'avais fait

et merci de me dire comment je peux faire pour trouver le volume . Quel est la hauteur ?

MERCI (et encore excuses moi pour les erreurs de frappe)

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 16:32

tu persistes pour les coordonnées du point D

Citation :
Dans un repère orthonormé de l'espace, on considère les points A(5;-5;2) B(-1;1;0) C(0;1;2) et D(6;-6;-1)

aire du triangle  BCD 2,5√14  OK
Equation du plan
-2x+3y+z-5=0 OK
4) Déterminer les coordonnées du point H, intersection de la droite d et du plan(BCD)
H(1,1,4)   juste
5) le volume du tétraèdre ABCD= \dfrac{1}{3}}aire d u triangle BCD  *hauteur issue de A;

reste à caluler la longueur de la hauteur

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 16:38

Re,
Encore une erreur de ma part D(6;6;-1)
pour le 5
comment savoir que je dois prendre la hauteur issue de A ?
je prend quoi A... (pour moi AB=AC=AD non ?°

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 16:48

  la hauteur issue de A doit être...................

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 17:07

Re,

j'avoue que je suis perdue
je n'arrive même pas à faire ce dessin, c'est vraiment la galère. Je sais faire des choses mais le problème c'est que je ne sais quand le faire, j'ai du mal à comprendre quand je dois calculer ça ou ça. Enfin....
là pour la hauteur peut-être avec le H que l'on a calculer au-dessus
donc AH = 214
Volume = 1/3*(514/2)*214=46,67

6a) calculer les longueurs AB et AC
AB =76
AB=61   AB.AC=66
angle BAC= cos(angle BAC)+ 66/576*61
puis cos-1= 14,23°

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 17:18

  Dans un triangle chaque  hauteur  , issue d'un sommet est perpendiculaire au coté opposé au sommet
Dans  un tétraèdre  chaque hauteur  issue d'un sommet est perpendiculaire ...........

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 17:29

Re,
Dans un triangle chaque  hauteur  , issue d'un sommet est perpendiculaire au coté opposé au sommet
Dans  un tétraèdre  chaque hauteur  issue d'un sommet est perpendiculaire au côté opposé au sommet
donc ici à DB donc  longueur de BD= 53
Volume = 1/3*(514/2)*53=12,98

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 17:32

Dans  un tétraèdre  chaque hauteur  issue d'un sommet est perpendiculaire au côté opposé au sommet NON

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 17:39


tape  dans  ton moteur de recherche  "hauteur dans un tétraèdre" et observe les images

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 17:45

image

produit scalaire repérage dans l\'espace

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 17:54

Re,
je suis désolée mais je galère avec l'espace.
J'ai fait dans le recherche mais je n'y comprend rien
c'est-à-dire je n'arrive déjà pas à faire le croquis de mon exercice donc c'est dur sans schéma
donc si je comprend ils faut faire les médianes des hauteurs ABC
l'intersection de ses 3 médianes forment le pied de la hauteur issue de A c'est ça

ce n'est pas AH ?  

je suis perdue

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 18:02


La hauteur issue du sommet A  est perpendiculaire à la face  BCD   tu indiques clairement donc c'est  ..............
( tu affirmes , sans point d'interrogation)

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 18:10

Re,
donc on est d'accord tu as tracé les 3 médianes. et l'intersection des 3 te donne H
c'est bizarre mais ça ne semble pas être le milieu  par exemple de BB'

je ne sais plus la médiane c'est bien le milieu
ou alors doit-on tracer pour que la droite soit perpendiculaire du sommet

MERCI (j'ai beaucoup de lacunes, excusez moi si ça vous semble bête)

MERCI

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 18:12

Re,
et comment calculer AH ?   d'après ce que j'ai calculé j'ai 36

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 18:19

    l'image est un tétraèdre de base  BCD  , ( triangle quelconque )  de base A
dans le triangle BCD  sont tracées les hauteurs  de  triangle (  on n'est pas obligé de les  tracer)  ,
la droite (AH)  est la perpendiculaire issue  de A perpendiculaire, elle coupe la base BCD en H
le segment [AH]    est la hauteur  issue de A  du tétraèdre ABCD  .

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 18:31

Re,
donc c'est bon pour la dimension AH : 36

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 18:37

d'après ce que j'ai calculé j'ai   AH= 3√6

indique ton calcul  c'est faux

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 18:53

image  du tétraèdre  , obtenu avec les données  correctes de l 'énoncé

produit scalaire repérage dans l\'espace

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 19:12

Re,
merci pour ce schéma, j'aimerai tellement savoir le faire, j'ai essayé sur géogébra mais pas moyen.
Vecteur AH (-4;6;2)   A(5;-5;2)     H(1;1;4)
longueur AH  : -4²+6²+2²=56=214 (j'avais fait une erreur en recopiant
Volume = 1/3*(514)/2*214=23,33

et pour le 6 c'est bon ?

AVEC votre croquis je vois mieux.
MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 19:22

  attention tu as oublié les parenthèses
longueur AH  : (-4)²+6²+2²=56=214
AH=2√14
    tu calcules le volume du tétraèdre
  

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 19:28

  tu donnes en  la valeur exacte
Volume =   1/3*(5(14)/2)*214=23,33

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 19:52

Re,
Oui mais la réponse est bonne (-4)*(-4)=16
volume : 1/3*(514)/2)*214=70/3

et merci de me dire quoi pour la question 6 a et 6 b

MERCI

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 20:39

Re,
Merci de me dire quoi pour clôturer cet exercice

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 20:44

Oui mais la réponse est bonne (-4)*(-4)=16 à condition de mettre des parenthèses
sinon -42=-16
ensuite de mettre aussi celles-ci √(........)
longueur AH  : ((-4)²+6²+2²)=√56=2√14
OK pour le volume70/3
AB=√76  OK
AC=√61  OK
AB*AC=√(76*61)≠66???
angle BAC= cos(angle BAC)+ 66/5√76*√61?????
cette égalité n'a aucun sens
un angle s'exprime en degré ou  en radian, un cosinus est un nombre sans unité de grandeur, et  √76√61    est une aire     exprimée  en unité de longueur au carré  

formule du théorème à  appliquer
BC^2=AB^2+AC^2-2AB*ACcos(\widehat{BAC})
de part et d'autre du signe d'égalité    la grandeur  s'exprime en    en unité de longueur au carré

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 20:55

Re,
encore une fois perdue
je vais reprendre
donc :
moi j'ai d'après mes exercices résolus
BAC=cos(BAC) (vecteursAB.AC)/(AB*AC)
donc vecgteursAB.AC j'ai 66
donc 66/(√76*√61) ce qui me donne en degré 14,23 °

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 21:33

    rédaction à revoir
BAC=cos(BAC) (vecteursAB.AC)/(AB*AC)

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 23-01-21 à 21:53

tu dois partir  de cette égalité pour déterminer   la valeur  de \red cos(\widehat{BAC})
BC^2=AB^2+AC^2-2AB\times AC\times cos(\widehat{BAC})

Ecris les toutes  étapes du calcul en gardant les termes exprimés avec les lettres

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 24-01-21 à 08:26

Comme  tu n'utilises pas le théorème d'Al-Kashi,   je te rappelle  certaines notations  afin que tu corriges  ta rédaction
Dans un triangle ABC rectangle en A:
cos(ABC)=\dfrac{AB}{BC}
 \\ \widehat {ABC}=arcos(\dfrac{AB}{BC})
 \\
Produit scalaire
1)Norme d'un vecteur .
 \text {Soit un vecteur }\vec{u} \text {et deux points A et B tels que  }\vec{u}=\vec{AB}
la norme du vecteur  \vec{u} ,notée ||\vec{u}||, est la distance AB

2)Produit scalaire dans l'espace
Soient  \vec{u}   et  \vec{v}    deux vecteurs  de l'espace et trois points A,B et C  tels que
\vec{u}=\vec{AB}   et   \vec{v}=\vec{AC}
Le produit scalaire  de \vec{u} par  \vec{v} noté  , \vec{u} . \vec{v} ,est le nombre réel définit  par
\vec{u} . \vec{v}=||\vec{u}||.||\vec{v}||\times cos( \vec{u} . \vec{v})

\vec{AB}.\vec{AC}=||\vec{AB}||.||\vec{AC}||\times cos(\widehat {BAC})

3) Produit scalaire dans un repère orthonormé (O,\vec{i},\vec{j},\vec{k})

Soient  \vec{u}   et  \vec{v}  deux vecteurs  de coordonnées respectives (x,y,z)  et (x',y',z')

{\vec{u} . \vec{v}=xx'+yy'+zz'}


pour rédiger correctement  relis ce lien
Un cours complet sur le produit scalaire

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : produit scalaire repérage dans l'espace 24-01-21 à 09:05

Bonjour,
@PLSVU,
Je ne crois pas que ça intervienne dans l'exercice, mais j'ai un gros doute sur ceci :

Citation :
l'image est un tétraèdre de base BCD , ( triangle quelconque ) de base A
dans le triangle BCD sont tracées les hauteurs de triangle ( on n'est pas obligé de les tracer) ,
la droite (AH) est la perpendiculaire issue de A perpendiculaire, elle coupe la base BCD en H
le segment [AH] est la hauteur issue de A du tétraèdre ABCD .
A partir d'un triangle quelconque BCD, il est facile d'imaginer un point A tel que la hauteur du tétraèdre issue de A soit un des sommets du triangle.
Il suffit de placer A sur la perpendiculaire au plan BCD issue de B par exemple.

Mais j'ai peut-être mal compris.

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 24-01-21 à 10:31

Bonjour,
je reprend donc cet exercice
donc les vecteurs AB produit scalaireAC  donc AB.AC= longueurs AB * longueur AC * cos de l'angle BAC

dans un exercice de mon livre pour calculer l'angle BLC
on calcule le produit scalaire des vecteurs LB.LC = longueurs LB* Long LC* cos angle BLC donc cos angle BLC= numérateur le produit scalaire LB.LC et au dénominateur le produit LB*LC

c'est pourquoi je suis perdue

MERCI

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 24-01-21 à 10:39

Bonjour Sylvieg

L'image est un tétraèdre de base  BCD  , ( triangle quelconque )  de sommet  A..
je corrige

L'image est mal choisie ,   car la hauteur, du  tétraèdre ABCD ,  issue de A  coupe  la base   BCD en H , orthocentre de la base.,ce qui n'est pas toujours le cas  
pour Nelcar  intersection des  médianes
J'ai  pris le temps de faire la figure  correspondant à l'exercice , où on peut voir que la hauteur issue de A , ne coupe pas la base BCD,  le point H , intersection de d et (BCD) est le projeté de A sur le plan (BCD)

les questions 3) déterminer une représentation paramétrique de la droite d orthogonale au plan (BCD) et passant par le point A
et 4) Déterminer les coordonnées du point H, intersection de la droite d et du plan(BCD)  permettent  de calculer la mesure  de la  hauteur  .( la démarche est donnée)


pour la  dernière question . j'espère que  Nelcar va écrire des égalités correctes.pour  déterminer la valeur de l'angle BAC

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 24-01-21 à 10:46

Nelcar
je viens de voir ton message

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 24-01-21 à 10:59

re,

je viens de regardé le théorème d'al-Kashi, si quelqu'un peut me mettre avec ce théroème ce qu'il aurait fallu que je fasse

je reviens donc on a :
AB.AC= longueurs AB * longueur AC * cos de l'angle BAC
76*61*cos angle BAC
cos angle BAC = 76/61=1,116199641

je ne sais plus je suis encore une fois perdue

MERCI

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 24-01-21 à 11:08

Re,
je viens d'essayer avec le théorème d'Al-kashi
j'ai fait
5=76+61-2*76*61cos A
cos a=132/136,18=0,969
cos-1 = 14,23°

MERCI de me dire quoi

Posté par
Nelcar
re : produit scalaire repérage dans l'espace 24-01-21 à 11:11

Re,
et de cette façon je retrouve la façon de ma livre
d'après mes exercices résolus
BAC=cos(BAC) (vecteursAB.AC)/(AB*AC)
donc vecgteursAB.AC j'ai 66
donc 66/(√76*√61) ce qui me donne en degré 14,23 °

MERCI Pour votre réponse

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 24-01-21 à 11:17


Citation :
dans le repère  je reprend donc cet exercice
donc les vecteurs AB produit scalaireAC donc AB.AC= longueurs AB * longueur AC * cos de l'angle BAC

1ere étape
Dans le repère  orthonormé (O,\vec{i},\vec{j},\vec{k})
Tu calcules le produit scalaire
\vec{AB}.\vec{AC}=.............................=.........   expression 1

2ème etape     Sans repère  tu utilises la définition  du produit scalaire
\vec{u} . \vec{v}=||\vec{u}||.||\vec{v}||\times cos( \vec{u} . \vec{v})

\vec{AB}.\vec{AC}=||\vec{AB}||.||\vec{AC}||\times cos(\widehat {BAC})

   or||\vec{AB}||=.....    et  ||\vec{AC}||=........

tu obtiens une autre expression du produit scalaire

\vec{AB}.\vec{AC}=.......\times ...........\times cos(\widehat {BAC})  

\vec{AB}.\vec{AC}=.... ...........\times cos(\widehat {BAC})
expression 2

tu  en déduis une égalité  

.................=. ...........\times cos(\widehat {BAC})    

cos (\widehat {BAC}) =\dfrac{....}{....}

et tu en déduis la valeur de l'angle \widehat {BAC}

.....................=\widehat {BAC}=............

Posté par
PLSVU
re : produit scalaire repérage dans l'espace 24-01-21 à 11:19

BAC=cos(BAC) (vecteursAB.AC)/(AB*AC)  

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