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

Equations cartésienne d'une droite - Exercice 3

12 min
20
Dans tout cet exercice, on se place dans un repère orthonormé (O;i;j)\left(O;\overrightarrow{i};\overrightarrow{j}\right) du plan.
Question 1

La droite (d1)\left(d_{1} \right) admet u(23)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {2} \\ {3} \end{array}\right) comme vecteur directeur et passe par le point A(1;4)A\left(1;4\right).
Déterminer l'écriture cartésienne de la droite (d1)\left(d_{1} \right).

Correction
    On se place dans un repère orthonormé (O;i;j)\left(O;\overrightarrow{i};\overrightarrow{j}\right) du plan
L'écriture cartésienne d'une droite est de la forme ax+by+c=0ax+by+c=0 où le vecteur u(ba)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {-b} \\ {a} \end{array}\right) est un vecteur directeur de cette droite.
u(23)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {2} \\ {3} \end{array}\right) étant un vecteur directeur de (d1)\left(d_{1} \right), on en déduit que : b=2-b=2 et a=3a=3. D'où : b=2b=-2 et a=3a=3
Ainsi , on a : 3x2y+c=03x-2y+c=0.
Or le point A(1;4)A\left(1;4\right) appartient à la droite (d1)\left(d_{1} \right), donc les coordonnées du point A(1;4)A\left(1;4\right) vérifie 3x2y+c=03x-2y+c=0.
Il vient alors que :
3xA2yA+c=03x_{A} -2y_{A} +c=0
3×12×4+c=03\times 1-2\times 4+c=0
38+c=03-8+c=0
5+c=0-5+c=0
c=5c=5
Finalement, l'équation cartésienne de la droite (d1)\left(d_{1} \right) admettant u(23)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {2} \\ {3} \end{array}\right) comme vecteur directeur et passant par le point A(1;4)A\left(1;4\right) est : 3x2y+5=03x-2y+5=0.
Question 2

La droite (d2)\left(d_{2} \right) admet u(31)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {-3} \\ {1} \end{array}\right) comme vecteur directeur et passe par le point A(2;1)A\left(2;1\right).
Déterminer l'écriture cartésienne de la droite (d2)\left(d_{2} \right).

Correction
    On se place dans un repère orthonormé (O;i;j)\left(O;\overrightarrow{i};\overrightarrow{j}\right) du plan
L'écriture cartésienne d'une droite est de la forme ax+by+c=0ax+by+c=0 où le vecteur u(ba)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {-b} \\ {a} \end{array}\right) est un vecteur directeur de cette droite.
u(31)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {-3} \\ {1} \end{array}\right) étant un vecteur directeur de (d2)\left(d_{2} \right), on en déduit que : b=3-b=-3 et a=1a=1. D'où : b=3b=3 et a=1a=1.
Ainsi , on a : x+3y+c=0x+3y+c=0.
Or le point A(2;1)A\left(2;1\right) appartient à la droite (d2)\left(d_{2} \right), donc les coordonnées du point A(2;1)A\left(2;1\right) vérifie x+3y+c=0x+3y+c=0.
Il vient alors que :
xA+3yA+c=0x_{A} +3y_{A} +c=0
2+3×1+c=02+3\times 1+c=0
2+3+c=02+3+c=0
5+c=05+c=0
c=5c=-5
Finalement, l'équation cartésienne de la droite (d2)\left(d_{2} \right) admettant u(31)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {-3} \\ {1} \end{array}\right) comme vecteur directeur et passant par le point A(2;1)A\left(2;1\right) est : x+3y5=0x+3y-5=0.
Question 3
La droite (d3)\left(d_{3} \right) admet u(56)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {5} \\ {-6} \end{array}\right) comme vecteur directeur et passe par le point A(0;2)A\left(0;2\right).

Déterminer l'écriture cartésienne de la droite (d3)\left(d_{3} \right).

Correction
    On se place dans un repère orthonormé (O;i;j)\left(O;\overrightarrow{i};\overrightarrow{j}\right) du plan
L'écriture cartésienne d'une droite est de la forme ax+by+c=0ax+by+c=0 où le vecteur u(ba)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {-b} \\ {a} \end{array}\right) est un vecteur directeur de cette droite.
u(56)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {5} \\ {-6} \end{array}\right) étant un vecteur directeur de (d3)\left(d_{3} \right), on en déduit que : b=5-b=5 et a=6a=-6. D'où : b=5b=-5 et a=6a=-6.
Ainsi , on a : 6x5y+c=0-6x-5y+c=0.
Or le point A(0;2)A\left(0;2\right) appartient à la droite (d3)\left(d_{3} \right), donc les coordonnées du point A(0;2)A\left(0;2\right) vérifie 6x5y+c=0-6x-5y+c=0.
Il vient alors que :
6xA5yA+c=0-6x_{A} -5y_{A} +c=0
6×05×2+c=0-6\times 0-5\times 2+c=0
10+c=0-10+c=0
c=10c=10
Finalement, l'équation cartésienne de la droite (d3)\left(d_{3} \right) admettant u(56)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {5} \\ {-6} \end{array}\right) comme vecteur directeur et passant par le point A(0;2)A\left(0;2\right) est : 6x5y+10=0-6x-5y+10=0.
Question 4
La droite (d4)\left(d_{4} \right) admet u(02)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {0} \\ {2} \end{array}\right) comme vecteur directeur et passe par le point A(3;7)A\left(3;-7\right).

Déterminer l'écriture cartésienne de la droite (d4)\left(d_{4} \right).

Correction
    On se place dans un repère orthonormé (O;i;j)\left(O;\overrightarrow{i};\overrightarrow{j}\right) du plan
L'écriture cartésienne d'une droite est de la forme ax+by+c=0ax+by+c=0 où le vecteur u(ba)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {-b} \\ {a} \end{array}\right) est un vecteur directeur de cette droite.
u(02)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {0} \\ {2} \end{array}\right) étant un vecteur directeur de (d4)\left(d_{4} \right), on en déduit que : b=0-b=0 et a=2a=2. D'où : b=0b=0 et a=2a=2.
Ainsi , on a : 2x+0y+c=02x+0y+c=0 c'est à dire 2x+c=02x+c=0.
Or le point A(3;7)A\left(3;-7\right) appartient à la droite (d4)\left(d_{4} \right), donc les coordonnées du point A(3;7)A\left(3;-7\right) vérifie 2x+c=02x+c=0.
Il vient alors que :
2xA+c=02x_{A} +c=0
2×3+c=02\times 3+c=0
6+c=06+c=0
c=6c=-6
Finalement, l'équation cartésienne de la droite (d4)\left(d_{4} \right) admettant u(02)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {0} \\ {2} \end{array}\right) comme vecteur directeur et passant par le point A(3;7)A\left(3;-7\right) est : 2x6=02x-6=0.