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Exercices corrigés : Orthogonalité de deux droites et représentation paramétrique

2 exercices sur « Orthogonalité de deux droites et représentation paramétrique », partie 2 du cours « Produit scalaire dans l'espace » — 2ème Bac PC & SVT.

Exercice 1

Soit $(D)$ la droite passant par $A(2, 1, 3)$ et $B(1, 1, -2)$.
1. Donner une représentation paramétrique de $(D)$.
2. Le point $E(5, 1, 18)$ appartient-il à $(D)$ ?

Corrigé

1. Donner une représentation paramétrique de $(D)$.

  • Puisque $(D)$ passe par $A$ et $B$, alors $\overrightarrow{AB}$ est un vecteur directeur de $(D)$
  • On calcule $\overrightarrow{AB}(1-2, 1-1, -2-3) = \overrightarrow{AB}(-1, 0, -5)$
  • On a $(D)$ passe par $A(2, 1, 3)$ avec $\vec{u}(-1, 0, -5)$
  • Donc $(D): \begin{cases} x = 2 - t \\ y = 1 \\ z = 3 - 5t \end{cases} \quad (t \in \mathbb{R})$

2. Le point $E(5, 1, 18)$ appartient-il à $(D)$ ?

  • On vérifie $y = 1$ ✓ (condition satisfaite)
  • De $x = 2 - t = 5$, on tire $t = -3$
  • On vérifie $z = 3 - 5(-3) = 3 + 15 = 18$ ✓
  • Donc $E \in (D)$ (pour $t = -3$).

Exercice 2

Soient les droites :
- $(D_1): \begin{cases} x = 1 + 2t \\ y = -1 - t \\ z = 3 - t \end{cases} / t \in \mathbb{R}$
- $(D_2): \begin{cases} x = 2 + s \\ y = 1 - 2s \\ z = -1 + 4s \end{cases} / s \in \mathbb{R} $

Montrer que $(D_1) \perp (D_2)$.

Corrigé

Montrer que $(D_1) \perp (D_2)$.

  • On lit $\vec{u_1}(2, -1, -1)$ est un vecteur directeur de $(D_1)$
  • On lit $\vec{u_2}(1, -2, 4)$ est un vecteur directeur de $(D_2)$
  • On calcule $\vec{u_1}.\vec{u_2} = 2 \times 1 + (-1) \times (-2) + (-1) \times 4$
  • $$\vec{u_1}.\vec{u_2} = 2 + 2 - 4 = 0$$
  • Donc $(D_1)$ et $(D_2)$ sont perpendiculaires.

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