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ExercicePremière, chapitre 7 — Produit scalaire · Vecteur normal et équations de droites

Exercice 21

Calcul

Déterminer une équation cartésienne de la droite dd dans chacun des cas suivants.

1. dd admet n⃗(25)\vec{n}\begin{pmatrix} 2 \\ 5 \end{pmatrix} pour vecteur normal et passe par A(−1 ;3)A(-1\,;3).

2. dd admet n⃗(−14)\vec{n}\begin{pmatrix} -1 \\ 4 \end{pmatrix} pour vecteur normal et passe par l'origine du repère.

3. dd admet n⃗(30)\vec{n}\begin{pmatrix} 3 \\ 0 \end{pmatrix} pour vecteur normal et passe par C(2 ;−5)C(2\,;-5).

4. dd passe par A(1 ;2)A(1\,;2) et est perpendiculaire à la droite (BC)(BC), où B(0 ;1)B(0\,;1) et C(4 ;3)C(4\,;3).

Corrigé

La méthode est toujours la même : le vecteur normal donne les coefficients aa et bb, puis on détermine cc en injectant les coordonnées du point.

1. L'équation est de la forme 2x+5y+c=02x+5y+c=0. Comme A(−1 ;3)A(-1\,;3) appartient à dd : 2×(−1)+5×3+c=0  ⟺  −2+15+c=0  ⟺  c=−132\times(-1)+5\times 3+c=0 \iff -2+15+c=0 \iff c=-13

d:2x+5y−13=0\boxed{d : 2x+5y-13=0}

2. L'équation est de la forme −x+4y+c=0-x+4y+c=0, et l'origine O(0 ;0)O(0\,;0) appartient à dd : 0+0+c=0  ⟺  c=0d’ouˋd:−x+4y=00+0+c=0 \iff c=0 \qquad \text{d'où} \qquad \boxed{d : -x+4y=0}

3. L'équation est de la forme 3x+0×y+c=03x+0\times y+c=0, avec C(2 ;−5)C(2\,;-5) : 3×2+c=0  ⟺  c=−6d’ouˋd:3x−6=0, c’est-aˋ-dire x=23\times 2+c=0 \iff c=-6 \qquad \text{d'où} \qquad \boxed{d : 3x-6=0, \text{ c'est-à-dire } x=2}

4. Si dd est perpendiculaire à (BC)(BC), alors BC→\overrightarrow{BC} est un vecteur normal à dd. Or BC→(42)\overrightarrow{BC}\begin{pmatrix} 4 \\ 2 \end{pmatrix}, que l'on simplifie en (21)\begin{pmatrix} 2 \\ 1 \end{pmatrix}. L'équation est donc de la forme 2x+y+c=02x+y+c=0, et A(1 ;2)A(1\,;2) y appartient : 2+2+c=0  ⟺  c=−4d’ouˋd:2x+y−4=02+2+c=0 \iff c=-4 \qquad \text{d'où} \qquad \boxed{d : 2x+y-4=0}

Dans l'édifice

Thèmes

orthogonalité, vecteur normal, équations de droites

Notions

produit scalaire

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