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Chapitre 3 : Équation du cercle dans le plan

déterminer l'équation d'un cercle passant par trois points Quelles sont les coordonnées de ces points d'intersection ? Exemple : • Calculer les points ...



Le cercle trigonométrique est centré à lorigine du plan cartésien et

Le point P(0) est situé à la coordonnée (1 0) du cercle trigonométrique. t: angle en radian ou longueur d'un arc. Exemple: Déterminer si ces points sont 



Centre et rayon dun cercle passant par trois points donnés

5 févr. 2006 Calcul des coefficients des droites médiatrices. Pou P1P2 la droite médiatrice passe par le point milieu du segment de coordonnées.



Polycopié dexercices et examens résolus: Mécanique du point

Déterminer les coordonnées cylindriques puis sphériques du point M (2 2 3



Chapitre 1 : 2D Courbes Paramétrées et coordonnées polaires

points. Page 20. La courbe semble être un cercle. Pour convertir l'équation polaire en Cartésienne 



Système de coordonnées

Dans le système de coordonnées cylindriques un point P de l'espace (3-D) est représenté Il simplifie en particulier les calculs d'integrals triples sur.



Géométrie et géométrie analytique

1. déterminer une équation cartésienne du cercle C passant par les points O M et N



La droite et le cercle dans le plan métrique

ner les coordonnées de points particuliers de distance entre deux points



CHAPITRE 6 CINÉMATIQUE DU SOLIDE 6.1. Coordonnées dun

Déterminer la position d'un point dans l'espace sa vitesse et son accélération Dans le repère R1 la trajectoire de la valve est un cercle.



Exercice 3 : Déterminer les coordonnées du point dintersection des

Déterminer les coordonnées du point I centre du cercle circonscrit au triangle. Attention à la modif d'enoncé



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Exercice 3 15: Calculer les points d'intersection entre le cercle x2 + y2 + 15x – 12y + 36 = 0 et les axes de coordonnées Exercice 3 16: Déterminer l'équation 



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Enoncé – Calculer la circulation des champs suivants le long des courbes indiquées ‚ Champ ÝÑ F px y zq “ z ? ´ y ` x k Parabole ?ptq“pt 



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Calculer la distance de deux points connaissant leurs coordonnées • Calculer les coordonnées du milieu d'un segment • Utiliser les propriétés des triangles 



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Produit scalaire puissance d'un point par rapport à un cercle et géométrie du triangle Igor Kortchemski Si ABC est un triangle on note a = BCb = ACc 



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On peut considérer le point comme étant un cercle de Exemple : déterminer l'équation cartésienne du cercle de Déterminons les coordonnées des points



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Tracer (d') 3) Soit (C) le cercle circonscrit au triangle ABE a Calculer les coordonnées du point I le centre de ( 



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Déterminer les coordonnées du point I centre du cercle circonscrit au triangle Attention à la modif d'enoncé car il y avait 2 points I ! 1 yB= yA donc la 



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y) un point du plan Le vecteur OP a pour coordonnées TH ´EOR `EME 2 Une droite tangente en un point P `a un cercle de centre O est perpen-



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Dans le système de coordonnées cylindriques un point P de l'espace (3-D) est représenté Il simplifie en particulier les calculs d'integrals triples sur

  • Comment trouver les coordonnées d'un point sur un cercle ?

    Avec le rayon connu, la formule est 2r × ? ; avec le diamètre connu, la formule est d × ?, donc 10 × 3,14 = 31,4 m.
  • Quelle est la formule d'un cercle ?

    En déduire que : M(x; y) ? C(I; r) ?? ?t ? R, x = a + r cost et y = b + r sin t Ecrire cette équivalence en utilisant l'affixe z = x + yi du point M et l'affixe ? = a + bi du point I. est une représentation paramétrique du cercle C. t est le paramètre.
Système de coordonnées

Coordonnées

COORDONÉES POLAIRES (rappel)

En géométrie plane, le système

de coordonnées polaires est utilisé pour donner une description plus simple de certaines courbes (et surfaces).

La figure nous permet de nous

Souvenir de la relation entre coordonnées polaires et cartésiennes. ƒSi le point Pa (x, y) pour coordonnées cartésiennes et (r, ș)comme coordonnées polaires alors x= rcos șy = r sin ș r2= x2+ y2tan ș= y/x

COORDONNÉES CYLINDRIQUES

En dimension 3 il y a un système de coordonnées, appelé coordonnées cylindriques, qui :

ƒEst similaire aux coordonnées polaires.

ƒDonne une description simple de nombreux domaines (surfaces, volumes). Dans le système de coordonnées cylindriques, un point Pde -D) est représenté

Par le triplet (r, ș, z), où :

ret șsontles coordonnées polairesdelaprojection de P sur le plan xy, zestla distance orientéedu plan xyàP.

Pour convertir des coordonnées cylindriques en

cartésiennes, on utilise : x= rcos ș y= rsin ș z= z Pour convertir des cartésiennes en cylindriques, on utilise: r2= x2+ y2 tan ș= y/x z = z

COORDONNÉES CYLINDRIQUES

Exemple

a.Placer le point de coordonnéescylindriques(2, 2ʌ/3, 1)et donner sescoordonnéesrectangulaires. b.Donner les coordonnéescylindriquesdu point de coordonnéesrectangulaires(3, 3, 7).

Solution

a) Le point de cylindriquescoordonnées (2, 2ʌ/3, 1)estplacésur la figure.

Sescoordonnéesrectangulairessont

Le point a doncpour coordonnéesrectangulaires(1, , 1). 3

212cos 2 132

232sin 2 332

1 x y z S

Solution (b)

On a :

Un jeude coordonnéescylindriquesestdonc:

Un autre:

ƒCommepour les coordonnéespolaires, ily a uneinfinite de choixpossibles.

223 ( 3) 3 2

37tan 1, so 234

7 r n z T T S (3 2,7 /4, 7)(3 2, /4, 7)

Coordonnéescylindriques

Les coordonnéescylindriquessontutilesdansles problèmes oùexisteunesymétrieaxiale. On choisitalorsdes z de façonà cecoincide avec cetaxe de symétrie. ƒPar exemple, pour le cylindreà base circulaire, z, ila pour équationcartésiennex2+ y2= c2. ƒEncoordonnéescylindriques, cecylindrea comme

équation: r= c(beaucoup plus simple!).

Exercice

z= ren coordonnées cylindriques

Solution

ƒz de la surface) est la même que r(distance de ce point à z).

ƒComme ș

z. Donc, toute section horizontale de la surface par un plan z= k (k> 0) est a cercle de rayon k. Ceci suggère que la surface est coordonnées rectangulaires.

On a : z2= r2= x2+ y2, cette équation

(z2= x2+ y2équation cartésienne z.

SYSTÈME DE COORDONNÉES SPHERIQUES (3D)

Le systèmede coordonnéessphériquesestun autresystèmede coordonéesutile entroisdimensions. ƒIl simplifieenparticulierles calculstriples sur des volumes limitéspar des portions de sphèresoude cônes. Les coordonnéessphériques(ȡ, ș, ĭ) Pde sont:

ƒȡ= |OP|, ladistance deO

à P(ȡ0)

ƒș,le mêmeangle

coordonnéescylindriques.

ƒĭ, entre les vecteurszet

OP. l'angle formé par les vecteurs zet OPest appelé colatitude le plan équatorial et OP).

Notons que la première coordonnée (la

distance entre Oet P) est toujours positive, et que la colatitudeest comprise entre 0 et ,

En physique, les notations șet ĭsont

Généralement interverties, comme sur la

figure ci-contre.

La distance est souvent notée r.

REMARQUE TRÈS IMPORTANTE

Notations "physiques»

Notations "mathématiques»

COORDONNÉES SPHÈRIQUES

Utiliser un système de coordonnées sphériques peut être particulièrement utile pour résoudre des problèmes présentant origine du système. ca alors une équation très simple :

ȡ= c.

Our= c en

Le grapheéquationș= c

(= c ennotations physiques) estun demi plan verticalcontenant Oz.

équationĭ= c(ș= c en

notations physiques) représenteun demi-cône z.

COORDONNÉES SPHÈRIQUES

La relation entre coordonnéescartésiennesand sphériquesse déduitde la figure.

COORDONNÉES SPHÈRIQUES & CARTÉSIENNES

Considéronslestriangles OPQ

et, ona: z= ȡcos ĭ, r= ȡsin ĭ

ƒEt comme,

x= rcos ș, y= rsin ș

On obtientles formulesde

conversion : x= ȡsin ĭcos ș y= ȡsin ĭsin ș z= ȡcos ĭ

Avec les notations physiques, la relation

de passage aux coordonnées cartésiennes s'écritdonc :

COORDONNÉES SPHÈRIQUES & CARTÉSIENNES

Exercice :

Le point (r= 2, = ʋ/3, = ʋ/4) est donné en coordonnées schéma et calculer ses cordonnées cartésiennes.

Solution

Coordonnéescartésiennes:

1 2

3 1 3sin cos 2sin cos 23 4 2 22

3 1 3sin sin 2sin sin 23 4 2 22

cos 2cos 2 13 x x z U I T

SSU I T

SUI x y z

La formuledonnantla distance indiqueque :

r2= x2+ y2 + z2 ƒOnutilise cetteéquation pourconvertirles coordonnées cartésiennes en coordonnéesspheriques. Exercice: Le point estdonnéencoordonnées cartésiennes. Caculerdes coordonnéessphériquespour cepoint.

0,2 3, 2

COORDONNÉES SPHÈRIQUES & CARTÉSIENNES

On a :

Doncon a : r = 4, ߠ

ଷ(colatitude), ߮

Solution

Considérons M de coordonnées

sphériques (r, , ).

Le vecteur position de Mest :

OM= rur

urest le vecteur unitaire radial.

Repèrecomobile

Les coordonnées cartésiennes de Msont :

On aura donc pour ur: •‹ߠ...‘•߮ǡ•‹ߠ•‹߮ǡ...‘•ߠ

Repèrecomobile

Lvarie le point M

décrit un cercle, dans un plan parallèle à (Oxy), de rayon ݎ...‘•ߠ

Le vecteur unitaire tangent en Mà

cette courbe est noté u, il est situé dans le plan "horizontal» (x,y).

OM(et donc

à ur), puisque la norme de OMest constante

lorsque Mse déplace sur le cercle. on a : u= -sinux+ cosuy

Repèrecomobile

varie le point

Mdécrit un demi grand cercle

(méridien).

Le vecteur unitaire tangent à

cette courbe, en M, est noté u. Il est orthogonal à urpuisque, lorsque Mdécrit le demi cercle, la norme du vecteur OMest constante (ۻ۽ uest dans le plan "méridien», il est donc orthogonal à uqui est dans un plan "horizontal». Le repère comobile(M,ur,u,u) est orthonormé direct et lié à M. cartésiennes de u(à vérifier en exercice) : (coscos, cossin, -sin)

Exercice

Donner les équations paramétriques de la courbe décrite par le point Mde coordonnées sphériques (r, , ) lorsque varie (ret restant fixés). Calculer, par dérivation, le vecteur tangent à la courbe, en déduire les coordonnées cartésiennes de u Donner les équations paramétriques de la courbe décrite par le point Mde coordonnées sphériques (r, , ) lorsque varie (ret restant fixés). Calculer les coordonnées cartésiennes de ude deux façons différentes. Les équations paramétriques sont, bien sûr : On obtient les coordonnées du vecteur tangent Tpar dérivation des coordonnées de Mpar rapport à :

Solution

TT||2= r2sin2(sin2+ cos2) = r2sin2, ||T|| = rsin( sin est positif car אߠ-ǡߨ u= (-sin, cos, 0)

Les équations paramètiquessont :

On obtient les coordonnées du vecteur tangent Tpar dérivation des coordonnées de Mpar rapport à : ||T||2= r2cos2(cos2sin2) + r2sin2= r2 (cos2+ sin2) = r2 Donc ||T|| = r, les coordonnées cartésiennes de u= T/ ||T|| sont : (coscos, cossin, -sin) Remarque: comme on le voit sur les coordonnées de ur, urest une fonction des deux variables et phi. au chapitre suivant. On peut déjà observer que les calculs précédents montrent que le vecteur dérivé de urpar rapport à (à fixé) est u, et que le vecteur dérivé de urpar rapport à (à fixé) est sinu.quotesdbs_dbs28.pdfusesText_34
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