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système de 3 équations à 3 inconnues

Posté par
lovpowa
06-05-11 à 18:02

Bonjour,
je rencontre un problème dans mon exercice :

La question posée est : Démontrer que le plan (ABC) a pour équation cartésienne 2x+y-z-3=0 .
Nous connaissons les points A(1;1;0), B(1;2;1) et C(3;-1;2). Nous savons également qu'ils ne sont pas alignés d'après la question précédente.

J'ai donc pensé à déterminer les coordonnées du vecteur n(a;b;c) normal au plan (ABC).
Je devrais donc trouver n(2;1;-1).

J'ai commencé en disant que :
n.AB =0
n.BC =0
n.AC =0

Et je suis donc arrivé au système suivant :
b+c =0
2a-3b+c =0
2a-2b+2c =0

Cependant je n'arrive pas à le résoudre. J'isole b ou c dans une des équations et je les remplace dans les autres, mais j'arrive à chaque fois à des résultats comme celui-ci :

c = b-a
2b-a = 0
a-2b =0

donc

c= b-a
a= 2b
2b-2b =0

Tous les essais arrivent à un résultat similaire et je ne vois pas comment aboutir à un résultat.
Peut-être que mon idée elle-même n'est pas bonne, ou pas appropriée à la question ?


Merci de bien vouloir m'aider.

Posté par
Yzz
re : système de 3 équations à 3 inconnues 06-05-11 à 18:04

Salut,
C'est en fait beaucoup plus simple que ça.
Si tu sais que A, B et C ne sont pas alignés, alors il suffit de remplacer leurs coordonnées dans l'équation proposée pour vérifier que celle-ci est la bonne !

Posté par
Tilk_11 Moderateur
re : système de 3 équations à 3 inconnues 06-05-11 à 18:07

Bonjour,
tu as les coordonnées des points et l'équation d'un plan, pour savoir si c'est bien l'équation du plan (ABC) il suffit de vérifier que les coordonnées des 3 points satisfont à l'équation du plan....puisque 3 points distincts déterminent un seul plan

Posté par
lovpowa
re : système de 3 équations à 3 inconnues 06-05-11 à 18:09

En fait, j'aurais fait ça s'il était demandé : vérifier que l'équation du plan (ABC) est ...

Mais là il est demandé de le démontrer, donc selon moi de la trouver (c'est en tout cas le raisonnement que l'on a en cours).

Posté par
Yzz
re : système de 3 équations à 3 inconnues 06-05-11 à 18:12

Si tu vérifies que les coordonnées des points satisfont à l'équation proposée, alors tu a démontré que cette équation est bien une équation du plan (ABC).
Ce que tu asvu en cours, c'est la méthode de détermination decette équation lorsqu'elle n'est pas donnée...

Posté par
lovpowa
re : système de 3 équations à 3 inconnues 06-05-11 à 18:14

En effet, dis comme ça...

Et juste par curiosité, si l'équation n'avait pas été donné, mon système aurait pu aboutir au vecteur normal, et donner l'équation du plan ?

Posté par
Yzz
re : système de 3 équations à 3 inconnues 06-05-11 à 18:22

Reprenons à :
b+c =0
2a-3b+c =0
2a-2b+2c =0

La première ligne donne c=-b et non pas c=b-a  

Posté par
lovpowa
re : système de 3 équations à 3 inconnues 06-05-11 à 18:31

Oui oui je sais, mais j'ai du partir de la 3ème équation... J'ai fait plusieurs essais comme je l'ai dit, et j'ai juste donné le dernier exemple que j'avais sur ma feuille.

Posté par
Yzz
re : système de 3 équations à 3 inconnues 06-05-11 à 18:34

Avec c=-b , les deux dernières lignes donnent :
2a-4b = 0 , c'est à dire a = 2b.
Tu choisis un b au pif (en effet, il n'y a pas qu'un seul vecteur normal au plan, mais une infinité, tous colinéaires) , et tu calcules le a et le c correspondants.

Posté par
lovpowa
re : système de 3 équations à 3 inconnues 06-05-11 à 18:49

Donc logiquement, je choisis b pour qu'il corresponde à l'équation à laquelle on veut arriver, donc b=1.
et j'arrive bien à :

a= 2
b= 1
c= -1

J'ai donc une équation du plan : 2x+y-z+d=0
En remplaçant x,y et z par les coordonnées de z, je trouve d= -3.
J'ai donc l'équation du plan donnée.

Je ne pensais pas que l'on pouvait donner nous-même une valeur à a, b ou c.

Merci

Posté par
lovpowa
re : système de 3 équations à 3 inconnues 06-05-11 à 22:39

Tiens, en me relisant j'ai vu que je m'étais trompé...

Dans mon dernier message, ce n'est pas "En remplaçant x,y et z par les coordonnées de z" mais "les coordonnées de A" si je ne me trompe pas.

Au cas où ça puisse servir à quelqu'un d'autre, je voulais rectifier cette erreur.

Posté par
lovpowa
re : système de 3 équations à 3 inconnues 07-05-11 à 17:49

Bonjour, c'est encore moi.
Je pose mon problème ici car la question fait partie du même exercice, c'est en fait la dernière.
Je dois déterminer la distance du point A à la droite (D).

Je rappelle donc les coordonnées du point A(1;1;0), et la représentation paramétrique de la droite (D) :
x= -2+t
y= 3
z= t

Et là je ne vois pas comment je peux faire pour trouver la distance. En plus, il est dit que "toute trace de recherche est prise en compte dans l'évaluation". J'aime pas cette phrase, la question est toujours compliquée

Pour information, je sais pas si ça peut servir :
La droite (D) est l'intersection de deux plans (P) et (Q) dont on connait les équations :
(P) : x+2y-z-3=0
(Q) : 2x+3y-2z-5=0

Merci de bien vouloir m'aider à finir cet exercice

Posté par
Glapion Moderateur
re : système de 3 équations à 3 inconnues 07-05-11 à 18:06

Cherche le point H projection de A sur la droite. c'est le point tel que \vec{AH}.\vec{u}=0 avec vecteur directeur de la droite donc (1;0;1) ça donne x-1+z=0 qui est donc l'équation du plan perpendiculaire à (D) passant par A
H est à l'intersection de ce plan et de la droite donc (-2+t)-1+t=0 t=3/2 et donc H(-1/2;3;3/2) et tu n'as plus qu'à calculer AH²

Posté par
lovpowa
re : système de 3 équations à 3 inconnues 07-05-11 à 18:17

Ah, j'étais arrivé à x-1+z=0 mais je n'avais pas pensé que c'était l'équation d'un plan.
Par contre, je ne vois pas pourquoi c'est l'équation du plan perpendiculaire à (D) passant par A.

Ensuite, remplacer x et z avec leurs expressions en fonction de t pour trouver la valeur de t et donc trouver les coordonnées de H sur la droite (D)... En tout cas c'est ce que j'ai compris.

Oui en fait, juste une petite explication sur ce plan serait la bienvenue

Posté par
Glapion Moderateur
re : système de 3 équations à 3 inconnues 07-05-11 à 19:14

L'ensemble des points tels que \vec{AM}.\vec{u}=0 c'est bien le plan passant par A et perpendiculaire à \vec{u}

Posté par
lovpowa
re : système de 3 équations à 3 inconnues 07-05-11 à 23:12

Euh bah, oui en effet ^^

Merci à vous de m'avoir aidé



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