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vecteurs droites et plans de l'espace

Posté par
terminale2
03-12-22 à 18:30

Bonjour pourriez vous m'aider pour la 4) c) et d) s'il vous plaît ? N'ayant jamais fait ce genre d'exercices je ne sais pas comment m'y prendre. Je n'ai pas encore fait le chapitre sur l'orthogonalité je ne peux donc pas l'utiliser sur cet exercice.
Pour la question 5) j'ai trouvé t=3(u1)-2(u2)+2v
pourriez vous m'indiquer si c'est juste s'il vous plaît?

L'espace est muni d'un repère orthonormé (O; i;j;k ) .
On considère deux droites
- d1 de vecteur directeur u1 (1;-1;1) et passant par M (5;0;3)
-d2 de vecteur directeur u2 (2;1;0) passant par N(-5;-1;5)

1. Vérifier que le point A (2;3;0) appartient à la droite d1. .
2.Les droites d1 et d2 sont-elles parallèles ?
3. Vérifier que le vecteur u1 u2 et v(1;-2;-3) sont non coplanaires
4. Soit P le plan passant par le point A, et dirigé par les vecteurs u1 et v.
On étudie dans cette question l'intersection de la droite d2 et du plan P.
4.a. Justifier que d2 et P sont sécants
4.b. Montrer que la droite d2 coupe le plan P au point C(3;3;5) .

5) On considère maintenant le vecteur t (1;-9;-3). Donner les coordonnées de t dans la base (u1;u2;v)

Merci d'avance !

Posté par
terminale2
re : vecteurs droites et plans de l'espace 03-12-22 à 18:31

je voulais dire pour la 4) a) et b) **

Posté par
mathafou Moderateur
re : vecteurs droites et plans de l'espace 03-12-22 à 19:12

Bonjour,

4a) s'ils ne l'étaient pas, les vecteurs ??? seraient ???
4b) C appartient-il à d2 ? C appartient-il à P ?

5) oui,
conclure sous forme de coordonnées .

Posté par
Dosto
re : vecteurs droites et plans de l'espace 03-12-22 à 19:17

Bonsoir,

Pour la 4.a.  

- P est dirigé par u_1 et v
- d_2 est dirigée par u_2
- u_1, v et u_2  ne sont pas coplanaires

Tu peux conclure non?

Pour la 4.b.

Écris les équations paramétriques de P et d_2

Ceci fait, que reste-t-il à vérifier pour le point C?

Posté par
terminale2
re : vecteurs droites et plans de l'espace 04-12-22 à 00:07

Pour la 4)a) il suffit de dire que les vecteurs v u1 et u2 ne sont pas coplanaires pour prouver que d2 et P sont sécants ? Je n'ai pas bien compris...

4)b)Nous n'avons pas appris a écrire les équations de plans. Je crois savoir comment vérifier que C appartiens a d2 mais comment montrer qu'elle appartiens a P sans l'équation de P ?

Merci

Posté par
mathafou Moderateur
re : vecteurs droites et plans de l'espace 04-12-22 à 09:20

4a) c'est ça

4b)
un point Q appartient au plan P : (A,  \vec{u_1} , \vec{v}) si et seulement si il existe deux réels s et t tels que \vec{AQ} = s\;\vec{u_1} + t\;\vec{v}
c'est à dire si les vecteurs \vec{AQ},  \vec{u_1} \text{ et } \vec{v} sont coplanaires (car A appartient à P)

et d'ailleurs si on écrit ça avec les coordonnées (x; y; z) de Q
eh bien c'est l'équation paramétrique du plan..

de même que pour qu'un point Q appartienne à une droite d_2 : (N, \vec{u_2}), écrire en coordonnées la colinéarité des vecteurs \vec{NQ}, \vec{u_2} donne ... "l'équation paramétrique" de la droite

Posté par
terminale2
re : vecteurs droites et plans de l'espace 04-12-22 à 13:39

4a)Merci !

b)Un point C appartiens au plan P <=> AC = xu1 + yv

AC(1;2;5)
et on résous le système :
1=x+y
2=-x-2y
5=x-3y

Et ensuite je fais la même chose pour vérifier que C appartiens à d2

Mais j'avais trouvé dans la 1b) que le point B(2;3;5) n'appartenais pas a d2 ça veut dire que je me suis trompé ? car j'aurais besoin d'un point de d2 pour prouver que C appartiens a d2

C'est bien ça?

Posté par
mathafou Moderateur
re : vecteurs droites et plans de l'espace 04-12-22 à 17:34

quel point B ??

un point donné de d2 c'est dans l'énoncé :
d2 de vecteur directeur u2 (2;1;0) passant par N(-5;-1;5)
c'est pour ça que je disais NQ (Q un point quelconque de d2, tout point Q de d2, N un point donné de la définition de d2)
ici celui qui nous intéresse ce n'est pas un point quelconque mais le point C !

donc \vec{NC} ...

Posté par
mathafou Moderateur
re : vecteurs droites et plans de l'espace 04-12-22 à 17:46

et puis AC(1;2;5) faux
A(2;3;0) C (3;3;5) donc AC (??)
(ou alors faute de frappe dans l'énoncé ici)

Posté par
terminale2
re : vecteurs droites et plans de l'espace 04-12-22 à 18:03

Oui pardon AC (1;0;5)

(J'étais sure de ma réponse donc je n'ai pas recopié l'énoncé entier mais il ya une question 1b) ou l'on nous demande de vérifier sir B(2;3;5) appartiens a d2 et j'ai trouvé que non mais je ne suis plus si sure.)

NC(8;4;0)
et la il faut prouver que C appartiens a D et que NC = xu1 +yv c'est bien ça ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : vecteurs droites et plans de l'espace 04-12-22 à 18:45

reprenons,
C(3,3,5) appartient au plan P (A, u1, v)
si les vecteurs \vec{AC}, \vec{u1}, \vec{v} coplanaires
si il existe x et y : \vec{AC} =  x\,\vec{u1}, + y\,\vec{v}
si le système (corrigé de la "faute de frappe" de AC)

\left\{\begin{array}l 1 = x+y \\ 0 = -x-2y \\ 5 = x-3y\end{array}\right.
a une solution.
c'est à dire s'il existe une valeur de x et une valeur de y telles que les trois équations soient satisfaites simultanément

et autre chose (ne pas mélanger le tout !!) :
C(3,3,5) appartient à la droite d2 (N, u2)
si \vec{NC}, \vec{u2} colinéaires
= > 3 autres équations à une seule (autre) inconnue : le rapport de colinéarité,
idem, il existe une valeur de cette (unique) inconnue qui satisfait à ces trois équations là simultanément)


enfin au final la conclusion de ces deux critères, si C appartient aux deux, c'est que c'est bien leur intersection
(car d2 et P sont sécants, en particulier d2 n'est pas contenue dans P)

Posté par
terminale2
re : vecteurs droites et plans de l'espace 04-12-22 à 19:06

1=x+y
0=-x-2y
5=x-3y

<=>

y=-1
x=2
x=2
Donc AC=2u1-v donc AC, u1 et v sont coplanaires donc C appartiens au plan P

NC(8;4;0) donc NC=4u2 donc NC et u2 colinéaires donc C appartiens a d2

le point d'intersection est bien C

Posté par
terminale2
re : vecteurs droites et plans de l'espace 04-12-22 à 19:07

Merci beaucoup !

Posté par
mathafou Moderateur
re : vecteurs droites et plans de l'espace 04-12-22 à 19:12

voila,
de rien.



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