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ExerciceTerminale, chapitre 4 — Géométrie dans l'espace · Équations de plans et représentations paramétriques

Exercice 15

Calcul

On considère le plan 𝒫\mathcal{P} d'équation cartésienne   3x−2y+z−6=0\;3x-2y+z-6=0.

1. Donner un vecteur normal à 𝒫\mathcal{P}.

2. Les points A(1 ;0 ;3)A(1\,;0\,;3), B(2 ;1 ;1)B(2\,;1\,;1) et C(0 ;−3 ;0)C(0\,;-3\,;0) appartiennent-ils à 𝒫\mathcal{P} ?

3. Déterminer les coordonnées des points d'intersection de 𝒫\mathcal{P} avec les trois axes du repère.

4. Déterminer une équation cartésienne du plan parallèle à 𝒫\mathcal{P} passant par B(2 ;1 ;1)B(2\,;1\,;1).

5. Les plans d'équations 3x−2y+z−6=03x-2y+z-6=0 et −6x+4y−2z+1=0-6x+4y-2z+1=0 sont-ils parallèles ? Confondus ?

Corrigé

1. On lit les coefficients de xx, yy et zz :   n⃗(3−21)\;\boxed{\vec{n}\begin{pmatrix}3\\-2\\1\end{pmatrix}}

2. On remplace dans l'équation :

• A(1 ;0 ;3)A(1\,;0\,;3) : 3−0+3−6=03-0+3-6=0, donc A∈𝒫\boxed{A\in\mathcal{P}} ;

• B(2 ;1 ;1)B(2\,;1\,;1) : 6−2+1−6=−1≠06-2+1-6=-1\neq 0, donc B∉𝒫\boxed{B\notin\mathcal{P}} ;

• C(0 ;−3 ;0)C(0\,;-3\,;0) : 0+6+0−6=00+6+0-6=0, donc C∈𝒫\boxed{C\in\mathcal{P}}.

3. Sur l'axe des abscisses, y=z=0y=z=0 : 3x−6=03x-6=0 donne (2 ;0 ;0)\boxed{(2\,;0\,;0)}.

Sur l'axe des ordonnées, x=z=0x=z=0 : −2y−6=0-2y-6=0 donne (0 ;−3 ;0)\boxed{(0\,;-3\,;0)}.

Sur l'axe des cotes, x=y=0x=y=0 : z−6=0z-6=0 donne (0 ;0 ;6)\boxed{(0\,;0\,;6)}.

4. L'équation est de la forme 3x−2y+z+d=03x-2y+z+d=0, et avec B(2 ;1 ;1)B(2\,;1\,;1) : 6−2+1+d=0  ⟺  d=−5soit3x−2y+z−5=06-2+1+d=0 \iff d=-5 \qquad\text{soit}\qquad \boxed{3x-2y+z-5=0}

5. Le second plan a pour vecteur normal n⃗′(−64−2)=−2 n⃗\vec{n}'\begin{pmatrix}-6\\4\\-2\end{pmatrix}=-2\,\vec{n} : les deux vecteurs normaux sont colinéaires, donc les plans sont paralleˋles.\boxed{\text{les plans sont parallèles.}}

En multipliant la première équation par −2-2, on obtient −6x+4y−2z+12=0-6x+4y-2z+12=0, alors que la seconde est −6x+4y−2z+1=0-6x+4y-2z+1=0. Les constantes diffèrent : les plans sont strictement paralleˋles, donc non confondus.\boxed{\text{les plans sont strictement parallèles, donc non confondus.}}

Dans l'édifice

Thèmes

repère, coordonnées, équation cartésienne de plan, positions relatives, intersection

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