VECTEURS DE LESPACE
Soit d la droite passant par B de vecteur directeur k ! . Comme k ! n'est pas colinéaire avec i ! et j !
Vecteurs et repérage dans lespace
Les droites (AB) et (CD) sont parallèles les vecteurs AB et CD sont colinéaires. 2) Vecteurs coplanaires. Définition : Trois vecteurs de l'espace u
VECTEURS DROITES ET PLANS DE LESPACE
La droite d passant par et de vecteur directeur T? est l'ensemble des points tels que les vecteurs TTTTTT? et T? sont colinéaires. Propriété :
Géométrie de lespace
Soient u v deux vecteurs de l'espace non colinéaires. Soit n ? R3. 1. n ? (u et v) ssi n est orthogonal à tout vecteur de Vect(u
Géométrie dans lespace
On prend comme mod`ele de l'espace R3. b) Somme de deux vecteurs produit d'un scalaire par un vecteur. Définition. ... a) Vecteurs colinéaires.
DÉTERMINANTS DANS LE PLAN ET DANS LESPACE
Avant de passer à la dimension 3 signalons que le déterminant permet de caractériser par une équation les paires de vecteurs colinéaires. Proposition 1.5. Avec
PRODUIT SCALAIRE DANS LESPACE
Donc est orthogonal à deux vecteurs non colinéaires de (ABG) il est donc normal à (ABG). Méthode : Déterminer un vecteur normal à un plan. Vidéo https://youtu.
VECTEURS DROITES ET PLANS DE LESPACE
Tout vecteur colinéaire à {? est solution. XI. Projection orthogonale. 1) Projection orthogonale d'un point sur une droite. Définition : Soit
Vecteurs droites et plans de lespace
2 Droites de l'espace. 2.1 Colinéarité alignement
Vecteur dans l espace
Deux vecteurs non nuls Åu et Åv sont colinéaires si et seulement s'ils ont la même direction. Application : soient A B et C trois points de l'espace. Ä. AB et
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Définition : Un vecteur de l'espace est défini par une direction de Un plan est donc totalement déterminé par un point et deux vecteurs non colinéaires
[PDF] VECTEURS DROITES ET PLANS DE LESPACE - maths et tiques
Propriété : Deux vecteurs non nuls et non colinéaires déterminent la direction d'un plan Propriété : Soit un plan passant par un point et dirigé par deux
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Les règles de calcul sur les vecteurs de l'espace sont analogues aux règles de calcul Par convention le vecteur nul est colinéaire à tout autre vecteur
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Applications : – Les droites (AB) et (CD) sont parallèles si et seulement si les vecteurs ??? AB et ??? CD sont colinéaires – Les points A B et C
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de tels vecteurs sont colinéaires AB MN = ssi ABNM est un parallélogramme II) LES OPERATIONS DANS 3 V 1) L'addition Définition : u et v deux vecteurs
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Le vecteur nul 0 est colinéaire à tous les vecteurs Exemples : a) ( 2 ; – 3 ) et ( 10 ; – 15 ) sont colinéaires en effet 10
géométrie dans lespace - repère - vecteur colinéaire - Jaicompris
Vecteur de l'espace · colinéaires · Vecteurs coplanaires · Points coplanaires · Repère de l'espace · coordonnées d'un point · coordonnées du milieu · coordonnées du
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Deux vecteurs non nuls Åu et Åv sont colinéaires si et seulement s'ils ont la même direction Application : soient A B et C trois points de l'espace Ä AB et
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Les droites (AB) et (CD) sont parallèles si et seulement si les vecteurs ??? AB et ??? CD sont colinéaires PROPRIÉTÉ admise 3) vecteurs coplanaires
[PDF] Géométrie vectorielle dans le plan et dans lespace
Définition: vecteurs colinéaires Deux vecteurs sont dits colinéaires si l'un est le produit de l'autre par un réel Remarque : le vecteur est colinéaire à tous
Comment représenter un vecteur dans l'espace ?
Un vecteur dans l'espace à trois dimensions peut être écrit sous forme de composantes, ( , , ) , ou en fonction des vecteurs unitaires, ? + ? + ? .Comment montrer que 2 vecteurs ne sont pas colinéaires dans l'espace ?
On regarde si les coordonnées des vecteurs sont proportionnelles. Si les coordonnées sont proportionnelles, alors les vecteurs sont colinéaires. Si les coordonnées ne sont pas proportionnelles, alors les vecteurs ne sont pas colinéaires.- Étymologiquement, colinéaire signifie sur une même ligne : en géométrie classique, deux vecteurs sont colinéaires si on peut en trouver deux représentants situés sur une même droite. sont parallèles.
PRODUIT SCALAIRE
DANS L'ESPACE
I. Produit scalaire de deux vecteurs
1) Définition
Soit et deux vecteurs de l'espace. A, B et C trois points tels que et Il existe un plan P contenant les points A, B et C.Définition :
On appelle produit scalaire de l'espace de et le produit égal au produit scalaire dans le plan P.On a ainsi :
- si ou est un vecteur nul,Exemple :
Vidéo https://youtu.be/vp3ICG3rRQk
ABCDEFGH est un cube d'arête a.
uvuAB=vAC=uv.uv.ABAC.0uv=uv .cos ;uvuv uv=´´ 2 uvAB DG ABAF ABAB a H 22) Propriétés
Les propriétés dans le plan sont conservées dans l'espace. Propriétés : Soit , et trois vecteurs de l'espace. - et sont orthogonaux.Démonstration :
Il existe un plan P tel que les vecteurs et admettent des représentants dans P. Dans le plan, les règles de géométrie plane sur les produits scalaires s'appliquent.3) Expression analytique du produit scalaire
Propriété : Soit et deux vecteurs de l'espace muni d'un repère orthonormé . Alors .Et en particulier : .
Démonstration :
En effet, on a par exemple dans le plan définit par le couple : , et .On a en particulier : .
Exemple :
Vidéo https://youtu.be/N1IA15sKH-E
On considère le repère de l'espace .
uvw 2 .uuu= ..uvvu = ...uvwu vuw +=+ ...kuvu kvk uv== kÎ.0uv=Ûuvuv x uy z x vy z ,,,Oijk .'''uvx xyy zz=++ 222.uuuxyz==++ uvx iyj zkxiyjz k xxiixy ij xzi kyxjiy yjj yzj kzxkizyk jzzk k xxyyzz ;ij 2 .1iii== 2 .1jjj== ..0ijji == 2 222
.uuu xxy yzz xyz==++=++ ;,,CCBCDCG 3
Alors : et soit .
Alors .
Les vecteurs et ne sont pas orthogonaux.
II. Vecteur normal à un plan
1) Définition et propriétés
Définition : Un vecteur non nul de l'espace est normal à un plan P lorsqu'il est orthogonal à tout vecteur admettant un représentant dans P. Théorème : Un vecteur non nul de l'espace est normal à un plan P s'il est orthogonal à deux vecteurs non colinéaires de P.Démonstration :
Elle est incluse dans la démonstration du corollaire qui suit. Au XIXe siècle, le vecteur normal , appelé produit vectoriel, est noté ⋀. Le produit vectoriel a été inventé par un mathématicien allemand, HermannGünther Grassmann (1809 ; 1877).
Corollaire : Une droite est orthogonale à toute droite d'un plan si et seulement si elle est orthogonale à deux droites sécantes de ce plan.Démonstration (exigible BAC) :
- Si une droite est orthogonale à toute droite d'un plan P alors elle est en particulier orthogonale à deux droites sécantes de P. - Démontrons la réciproque : 1 1 1 CE 10 01 0,50 DI 1 1 0,5 DI .111110,50,5CEDI =´+´-+´= CE DI nnnuv 4 Soit une droite de vecteur directeur orthogonale à deux droites et de P sécantes et de vecteurs directeurs respectifs et . Alors et sont non colinéaires et orthogonaux au vecteur . Soit une droite quelconque () de P de vecteur directeur .Démontrons que () est orthogonale à .
peut se décomposer en fonction de et qui constituent une base de P (car non colinéaires).Il existe donc deux réels x et y tels que .
Donc , car est orthogonal avec et .
Donc est orthogonal au vecteur .
Et donc est orthogonale à ().
Méthode : Déterminer si un vecteur est normal à un planVidéo https://youtu.be/aAnz_cP72Q4
ABCDEFGH est un cube.
Démontrer que le vecteur est normal au plan
(ABG).On considère le repère .
Dans ce repère : ,,,,.
On a ainsi :
, et , donc : Donc est orthogonal à deux vecteurs non colinéaires de (ABG), il est donc normal à (ABG). Méthode : Déterminer un vecteur normal à un planVidéo https://youtu.be/IDBEI6thBPU
Dans un repère orthonormé, soit et .
Déterminer un vecteur normal au plan (ABC).
d n 1 d 2 d uvuvn D w D d wuv wxuyv=+...0wnxu nyvn=+= nuvnw d D CF ;,,BBABC BF 1 0 0 A 0 0 0 B 0 1 0 C 0 0 1 F 0 1 1 G 0 1 1 CF 0 1 1 BG 1 0 0 AB .0011110 .0(1)10100 CFBG CFAB CF 11 2,3 21AB 2 0 2 C 5
On a : et .
Soit un vecteur orthogonal au plan (ABC). Il est tel que : soitPrenons par exemple, alors et .
Le vecteur est donc normal au plan (ABC).
2) Equation cartésienne d'un plan
Théorème : L'espace est muni d'un repère orthonormé . Un plan P de vecteur normal non nul admet une équation cartésienne de la forme , avec ℝ. Réciproquement, si a, b et c sont non tous nuls, l'ensemble des points tels que , avec ℝ, est un plan.Démonstration (exigible BAC) :
- Soit un point de P. 2 1 3 AB 1 2 0 AC a nb c .0 .0 nAB nAC 23020 abc ab 2230
2 330
2 2 bbc ab bc ab cb ab b=1 1c= a=2 2 1 1 n ;,,Oijk a nb c ax+by+cz+d=0 dÎ x My z ax+by+cz+d=0 dÎ A A A x Ay z 6 et sont orthogonaux avec . - Réciproquement, supposons par exemple que (a, b et c sont non tous nuls). On note E l'ensemble des points vérifiant l'équation
Alors le point vérifie l'équation .
Et donc E.
Soit un vecteur . Pour tout point , on a :
E est donc l'ensemble des points tels que .
Donc l'ensemble E est le plan passant par A et de vecteur normal .Exemple :
Le plan d'équation cartésienne a pour vecteur normal . Méthode : Déterminer une équation cartésienne de planVidéo https://youtu.be/s4xqI6IPQBY
Dans un repère orthonormé, déterminer une équation cartésienne du plan P passant par le point et de vecteur normal . x MyP z AM n.0AMnÛ= 0 0 AAA AAA axxb yyc zz axbyc zaxby czÛax+by+cz+d=0
d=-ax A -by A -cz A a¹0 x My z ax+by+cz+d=0 ;0;0 d A a ax+by+cz+d=0 AÎ a nb c x My z .000 dAMna xby cz axbyc zd
a x My z .0AMn=n x-y+5z+1=0 1 1 5 n 1 2 1 A 3 3 1 n 7 Une équation cartésienne de P est de la forme . Le point A appartient à P donc ses coordonnées vérifient l'équation : donc .Une équation cartésienne de P est donc .
3) Positions relatives d'une droite et d'un plan
Méthode : Déterminer l'intersection d'une droite et d'un planVidéo https://youtu.be/BYBMauyizhE
Dans un repère orthonormé, le plan P a pour équation .Soit et .
1) Démontrer que la droite (AB) et le plan P sont sécants.
2) Déterminer leur point d'intersection.
1) Un vecteur normal de P est .
(AB) et P sont sécants si et ne sont pas orthogonaux. On a Comme , on conclut que (AB) et le plan P ne sont pas parallèles et donc sécants.2) Une représentation paramétrique de la droite (AB) est :
3x-3y+z+d=0
313210d´--´ ++=
d=83x-3y+z+8=0
2x-y+3z-2=0
1 2 3 A 1 2 0 B 2 1 3 n n AB 2 0 3 AB .223350ABn=-´+´=¹ 8 avec t réel. Le point intersection de (AB) et de P vérifie donc le système suivant :On a donc
soit .D'où
Ainsi la droite (AB) et le plan P sont sécants en .4) Positions relatives de deux plans
Méthode : Déterminer l'intersection de deux plansVidéo https://youtu.be/4dkZ0OQQwaQ
Dans un repère orthonormé, les plans P et P ' ont pour équations respectives et .1) Démontrer que les plans P et P' sont sécants.
2) Déterminer une représentation paramétrique de leur droite d'intersection d.
x=1-2t y=2 z=-3+3t x My z x=1-2t y=2 z=-3+3t2x-y+3z-2=0
2122 33 320 tt--+-+-=
5t-11=0
t= 11 5 x=1-2´ 11 5 17 5 y=2 z=-3+3´ 11 5 18 5 1718;2; 55
M -x+2y+z-5=0
2x-y+3z-1=0
91) P et P' sont sécants si leurs vecteurs normaux ne sont pas colinéaires.
Un vecteur normal de P est et un vecteur normal de P' est . Les coordonnées des deux vecteurs ne sont pas proportionnelles donc leurs vecteurs ne sont pas colinéaires.2) Le point de d, intersection de P et de P', vérifie donc le système suivant :
On choisit par exemple x comme paramètre et on pose . On a alors : Ce dernier système est une représentation paramétrique de d, avec ℝ. Propriété : Deux plans sont perpendiculaires lorsqu'un vecteur normal de l'un est orthogonal à un vecteur normal de l'autre. - Admis - 1quotesdbs_dbs35.pdfusesText_40[PDF] exemple fiche grcf bts ag
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