Géométrie repérée : équation de droite, vecteur normal et équation de cercle

Droites sécantes et point d'intersection - Exercice 2

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Question 1
Les droites (d1)\left(d_{1} \right) et (d2)\left(d_{2} \right) ont respectivement comme équation cartésienne 5x2y8=05x-2y-8=0 et 3x3y3=03x-3y-3=0.

Montrer que les droites (d1)\left(d_{1} \right) et (d2)\left(d_{2} \right) sont sécantes.

Correction
Deux droites (d1)\left(d_{1} \right) et (d2)\left(d_{2} \right) sont sécantes si leurs vecteurs directeurs respectifs ne sont pas colinéaires.
Soit u1(25)\overrightarrow{u_{1} } \left(\begin{array}{c} {2} \\ {5} \end{array}\right) un vecteur de la droite (d1)\left(d_{1} \right).
Soit u2(33)\overrightarrow{u_{2} } \left(\begin{array}{c} {3} \\ {3} \end{array}\right) un vecteur de la droite (d2)\left(d_{2} \right).
Le vecteurs u1\overrightarrow{u_{1} } et u2\overrightarrow{u_{2} } ne sont pas colinéaires car : 2×35×302\times 3-5\times 3\ne 0.
Les droites (d1)\left(d_{1} \right) et (d2)\left(d_{2} \right) ne sont donc pas parallèles, elles sont donc sécantes.
Question 2

Déterminer les coordonnées EE du point d'intersection entre les deux droites.

Correction
  • L'équation cartésienne de la droite (d1)\left(d_{1} \right) est : 5x2y8=05x-2y-8=0.
  • L'équation cartésienne de la droite (d2)\left(d_{2} \right) est : 3x3y3=03x-3y-3=0.
  • Il nous faut résoudre le système suivant :
    {5x2y8=03x3y3=0\left\{\begin{array}{ccccccc} {5x-2y-8} & {=} & {0} \\ {3x-3y-3} & {=} & {0} \end{array}\right. . Nous allons résoudre le système à l'aide de la méthode de la combinaison. On va multiplier la première ligne par 33 et la deuxième ligne par 2-2 afin que les coefficients devant les yy soient opposées. Il vient alors que :
    {15x6y24=06x+6y+6=0\left\{\begin{array}{ccccccc} {15x-6y-24} & {=} & {0} \\ {-6x+6y+6} & {=} & {0} \end{array}\right. . Nous allons maintenant additionner les deux lignes. Pour cela nous réécrivons un système, la première ligne sera la première équation du système initial et la deuxième ligne l'addition des deux lignes du système précédent.
    {5x2y8=015x6y24+(6x+6y+6)=0\left\{\begin{array}{ccc} {5x-2y-8} & {=} & {0} \\ {15x-6y-24+\left(-6x+6y+6\right)} & {=} & {0} \end{array}\right.
    {5x2y8=09x18=0\left\{\begin{array}{ccccccc} {5x-2y-8} & {=} & {0} \\ {9x-18} & {=} & {0} \end{array}\right. . Maintenant, la deuxième ligne est une équation à une inconnue que nous allons résoudre :
    {5x2y8=09x=18\left\{\begin{array}{ccccccc} {5x-2y-8} & {=} & {0} \\ {9x} & {=} & {18} \end{array}\right.
    {5x2y8=0x=189\left\{\begin{array}{ccccccc} {5x-2y-8} & {=} & {0} \\ {x} & {=} & {\frac{18}{9}} \end{array}\right.
    {5x2y8=0x=2\left\{\begin{array}{ccccccc} {5x-2y-8} & {=} & {0} \\ {x} & {=} & {2} \end{array}\right.
    {5×22y8=0x=2\left\{\begin{array}{ccccccc} {5\times2-2y-8} & {=} & {0} \\ {x} & {=} & {2} \end{array}\right.
    {102y8=0x=2\left\{\begin{array}{ccccccc} {10-2y-8} & {=} & {0} \\ {x} & {=} & {2} \end{array}\right.
    {2y+2=0x=2\left\{\begin{array}{ccccccc} {-2y+2} & {=} & {0} \\ {x} & {=} & {2} \end{array}\right.
    {2y=2x=2\left\{\begin{array}{ccccccc} {-2y} & {=} & {-2} \\ {x} & {=} & {2} \end{array}\right.
    {y=22x=2\left\{\begin{array}{ccccccc} {y} & {=} & {\frac{-2}{-2}} \\ {x} & {=} & {2} \end{array}\right.
    {y=1x=2\left\{\begin{array}{ccccccc} {y} & {=} & {1} \\ {x} & {=} & {2} \end{array}\right.
    Les coordonnées du point d'intersection entre les droites (d1)\left(d_{1} \right) et (d2)\left(d_{2} \right) est le point EE de coordonnées E(2;1)E\left(2;1\right).