[PDF] PRODUIT SCALAIRE DANS LESPACE Définition : Deux droites de





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1) Droites orthogonales 2) Orthogonalité dune droite et dun plan

Definition : - deux droites D et D' de vecteur directeurs u et v non nul sont orthogonales si les vecteursu et v sont orthogonaux.



PRODUIT SCALAIRE DANS LESPACE

Définition : Deux droites de l'espace sont orthogonales lorsque leurs Propriété : Une droite d est orthogonale à un plan P si et seulement si elle est.



DROITES ET PLANS DE LESPACE

I. Positions relatives de droites et de plans Définition : Deux droites de l'espace sont orthogonales lorsque leurs parallèles.



VECTEURS DROITES ET PLANS DE LESPACE

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Définition : Soit une droite d et un point M du plan. Le projeté orthogonal du point M sur la droite d est le point d'intersection H de la droite d avec la 



Les plans dexpériences

21 déc. 2009 Définition : La réponse est la grandeur mesurée lors de l'essai. ... plan d'expériences ou qu'un ensemble d'essais est orthogonal lorsque.



Droites et plans dans lespace

Définition 3 : Une droite D et un plan P sont orthogonaux si la droite D est orthogonale à deux droites sécantes du plan P.



Chapitre 24 : Applications orthogonales en dimension 2 et 3

24 juin 2016 Bien évidemment dans une base qui n'est pas orthonormale



Produit scalaire et plans dans lespace

11 juil. 2021 AB donc les droites d et (AB) sont orthogonales. 2.2 Droite et plan orthogonaux. Définition 3 : Un plan (P) de vecteurs directeurs (u1 u2) est ...



PRODUIT SCALAIRE DANS LESPACE

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 



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Definition : Deux plans P et P' de E sont dits perpendiculaires si leurs vecteurs normaux sont orthogonaux Propriété : Un plan P est perpendiculaire à un plan 



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On dit que deux droites de l'espace sont orthogonales si leurs parallèles issues d'un point quelconque de l'espace sont perpendiculaires



Orthogonalité de deux droites dune droite et dun plan - Maxicours

Deux droites sont orthogonales si leurs parallèles respectives passant par un même point sont perpendiculaires Si une droite (d) est orthogonale à deux droites 



Orthogonalité - Wikipédia

On emploie plutôt le terme de perpendiculaires pour deux droites orthogonales et sécantes On dit qu'une droite est orthogonale à un plan si elle est 



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DÉFINITION : Une droite est orthogonale à un plan si et seulement si elle est orthogonale à deux droites sécantes de ce plan On note 



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I Positions relatives de droites et de plans Définition : Deux droites de l'espace sont orthogonales lorsque leurs parallèles



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Définition : On considère une droite (D) orthogonale à un plan (P) Tout vecteur directeur de (D) est appelé vecteur normal au plan (P) Exemple :



Orthogonal hippodaméen en damier (plan) - Géoconfluences

9 sept 2022 · PDF Un plan orthogonal ou hippodaméen ou encore en damier est un plan dans lequel les axes se croisent à angle droit selon une maille 



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Deux droites d et d? de vecteurs directeurs respectifs u et u? sont orthogonale si et seulement si u u? = 0 2 Vecteur normal à un plan Définition On dit qu 



Orthogonalité dans lespace - Maths - Fiches de Cours pour Lycée

DEFINITION: deux droites de l'espace sont orthogonales quand en un point de Une droite D est orthogonale à un plan P si elle est orthogonale à toutes 

Definition : Deux plans P et P' de E sont dits perpendiculaires si leurs vecteurs normaux sont orthogonaux. Propriété : Un plan P est perpendiculaire à un plan 
  • C'est quoi un plan orthogonal ?

    Un plan orthogonal, ou hippodaméen, ou encore en damier, est un plan dans lequel les axes se croisent à angle droit selon une maille régulière. C'est l'une des formes les plus courantes d'organisation de l'espace, tant dans les espaces ruraux qu'urbains.9 sept. 2022
  • Comment savoir si un plan est orthogonal ?

    Deux droites sont orthogonales si leurs parallèles respectives passant par un même point sont perpendiculaires. Si une droite (d) est orthogonale à deux droites sécantes du plan P, alors elle est orthogonale au plan P.
  • Quel est le projeté orthogonal ?

    On considère un plan P de l'espace dont on connaît un vecteur normal n et un point M extérieur au plan P. Le projeté orthogonal de M sur P est l'intersection du plan et de la droite de vecteur directeur n passant par M.
  • Définition : Deux droites de l'espace sont orthogonales si et seulement si il existe deux droites coplanaires qui leur sont parallèles et qui sont perpendiculaires entre elles.
1

ORTHOGONALITÉ DANS L'ESPACE

Tout le cours en vidéo : https://youtu.be/pMQBaCqLPsQ Partie 1 : Produit scalaire de deux vecteurs de l'espace

1) Définition et propriétés

Définition : Soit ⃗ et ⃗ deux vecteurs de l'espace. , et trois points tels que ⃗=

et . Il existe un plan contenant les points , et .

On appelle produit scalaire de l'espace de ⃗ et ⃗ le produit ⃗.⃗=

dans le plan . On retrouve alors dans l'espace toutes les propriétés du produit scalaire dans le plan : Propriétés permettant de calculer un produit scalaire : 0 1. =2 2 est le projeté orthogonal du point sur la droite (). On a :

Propriétés algébriques :

Symétrie : ⃗.⃗=⃗.⃗ Bilinéarité : ⃗. =⃗.⃗+⃗.⃗ et ⃗. =⃗.⃗, avec ∈ℝ Identités remarquables : +2⃗.⃗+ Formule de polarisation : 2

Propriété d'orthogonalité :

⃗.⃗=0⟺⃗ et ⃗ sont orthogonaux Méthode : Calculer le produit scalaire dans l'espace

Vidéo https://youtu.be/vp3ICG3rRQk

est un cube d'arête .

Calculer les produits scalaires :

a) b) c)

Correction

a) , étant le projeté orthogonal de sur (). b) =0 car et sont orthogonaux. c) Méthode : Utiliser le produit scalaire pour démontrer une orthogonalité

Vidéo https://youtu.be/8Obh6cIZeEw

Soit un tétraèdre régulier d'arêtes de longueur . Démontrer que les arêtes [] et [] sont orthogonales.

Correction

On va prouver que

=0. 1

Dans le triangle équilatéral ABD, on a :

0 1 =××cosJ 3 M= 2 On démontre de même dans le triangle équilatéral que : 2 2

Ainsi :

=0

Les vecteurs

et sont donc orthogonaux, et donc Les arêtes [] et [] sont orthogonales. 3

2) Produit scalaire dans un repère orthonormé

Définitions :

Une base ⃗,⃗,

1 de l'espace est orthonormée si :

- les vecteurs ⃗,⃗ et sont deux à deux orthogonaux, - les vecteurs ⃗,⃗ et sont unitaires, soit : =1, =1 et 2 2=1. Un repère ;⃗,⃗,

1 de l'espace est orthonormé, si sa base ⃗,⃗,

1 est orthonormée.

Propriétés : Dans un repère orthonormé de l'espace ;⃗,⃗,

1 : Soit ⃗T et ⃗Y [ deux vecteurs de l'espace. +′ et Soit Y [ et Y [ deux points de l'espace.

Démonstration :

1 En effet, on a par exemple dans le plan définit par le couple =1, ⃗.⃗= =1 et ⃗.⃗=⃗.⃗=0 On a, en particulier : Et : 2 2 Méthode : Calculer un produit scalaire à l'aide des coordonnées

Vidéo https://youtu.be/N1IA15sKH-E

On considère le repère de l'espace ; 1.

I est le milieu du segment [].

Les vecteurs

et sont-ils orthogonaux ?

Correction

On a :

Y 1 1 1 [ et Y 1-0 0-1 0,5-0 [ soit Y 1 -1 0,5

Alors :

=1×1+1× -1 +1×0,5=0,5.

Les vecteurs

et ne sont pas orthogonaux. 4

Partie 2 : Orthogonalité

1) Orthogonalité de deux droites

Définition : Deux droites de l'espace sont orthogonales lorsque leurs parallèles passant par un point quelconque sont perpendiculaires.

Exemple :

est un cube. - Les droites () et () sont perpendiculaires. - Les droites () et () sont orthogonales.

Remarques :

- Deux droites perpendiculaires sont coplanaires et sécantes. - Deux droites perpendiculaires sont orthogonales. La réciproque n'est pas vraie car deux droites orthogonales ne sont pas nécessairement coplanaires et sécantes.

2) Orthogonalité d'une droite et d'un plan

Propriété : Une droite est orthogonale à un plan si et seulement si elle est orthogonale à

deux droites sécantes de . 5

Propriété : Si une droite est orthogonale à un plan alors elle est orthogonale à toutes les

droites de .

Démonstration :

Soit une droite de vecteur directeur ⃗ orthogonale à deux droites sécantes

et de . Soit ⃗ et ⃗ des vecteurs directeurs respectifs de et

Alors ⃗ et ⃗ sont non colinéaires et orthogonaux au vecteur ⃗.

Soit une droite quelconque Δ de de vecteur directeur⃗. Démontrons que Δ est orthogonale à .

⃗ peut se décomposer en fonction de ⃗ et ⃗ qui constituent une base de (car non

colinéaires).

Il existe donc deux réels et tels que ⃗=⃗+⃗.

Donc ⃗.⃗=⃗.⃗+⃗.⃗=0, car ⃗ est orthogonal avec ⃗ et ⃗.

Donc ⃗ est orthogonal au vecteur ⃗.

Et donc est orthogonale à Δ.

Exemple :

est un cube. () est perpendiculaire aux droites () et (). () et () sont sécantes et définissent le plan (). Donc () est orthogonal au plan (). Méthode : Démontrer que des droites sont orthogonales

Vidéo https://youtu.be/qKWghhaQJUs

est un triangle équilatéral. est le point d'intersection de ses hauteurs. La droite passant par est orthogonale au plan (). La pyramide est telle que soit un point de la droite . Démontrer que les droites () et () sont orthogonales.

Correction

La droite est orthogonale au plan (). La droite est donc orthogonale à toutes les droites du plan ().

Comme la droite () appartient au plan (), la droite est orthogonale à la droite ().

Par ailleurs, la droite () est perpendiculaire à la droite (). 6

Ainsi, () est orthogonale à deux droites sécantes du plan () : () et .

Donc () est orthogonale au plan ().

Et donc la droite () est orthogonale à toutes les droites du plan ().

La droite () appartient au plan () donc la droite () est orthogonale à la droite ().

Partie 3 : Vecteur normal à un plan

1) Définition et propriétés

Définition : Un vecteur non nul ⃗ de l'espace est normal à un plan si ⃗ est un vecteur

directeur d'une droite orthogonale au plan .

Propriété : Un vecteur non nul ⃗ de l'espace est normal à un plan , s'il est orthogonal à

deux vecteurs non colinéaires de la direction de . Propriété : Soit un point et un vecteur ⃗ non nul de l'espace. L'ensemble des points tels que .⃗=0 est le plan passant par et de vecteur normal 7 Au XIXe siècle, le vecteur normal , appelé produit vectoriel, est noté ⋀. Le produit vectoriel a été inventé par un mathématicien allemand, Hermann

Günther Grassmann (1809 ; 1877).

Méthode : Déterminer si un vecteur est normal à un plan

Vidéo https://youtu.be/aAnz_cP72Q4

est un cube.

Démontrer que le vecteur

est normal au plan ().

Correction

On considère le repère orthonormé ; 1.

Dans ce repère : Y

1 0 0 [,Y 0 0 0 [,Y 0 1 0 [,Y 0 0 1 [,Y 0 1 1

On a ainsi :

Y 0 -1 1 Y 0 1 1 [ et Y -1 0 0 [, donc : =0×0-1×1+1×1=0 =0× -1 -1×0+1×0=0

Donc

est orthogonal à deux vecteurs non colinéaires de (), il est donc normal à

Méthode : Déterminer un vecteur normal à un plan

Vidéo https://youtu.be/IDBEI6thBPU

Dans un repère orthonormé, on donne : Y 1 2 -2 [, Y -1 3 1 [ et Y 2quotesdbs_dbs45.pdfusesText_45
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