Exercices types : Anciennement ÉPREUVES COMMUNES DE CONTRÔLE CONTINU - Exercice 2
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Dans un repère orthonormé du plan, on considère les points A(−2;1), B(1;2) et E(0;−5). On appelle C le cercle de centre A passant par B.
Question 1
Justifier qu’une équation du cercle C est (x+2)2+(y−1)2=10 .
Correction
Le cercle C de centre A passant par B admet [AB] comme rayon. Calculons donc la distance AB. AB=(xB−xA)2+(yB−yA)2 AB=(1−(−2))2+(2−1)2 AB=32+12 AB=10
L'équation d'un cercle C de centre Ω(a;b) et de rayon r, dans un repère orthonormé est : (x−a)2+(y−b)2=r2
Nous appliquons directement la formule de l'équation d'un cercle de centre A passant par B.. Ce qui nous donne : (x−(−2))2+(y−1)2=(10)2 Ainsi :
(x+2)2+(y−1)2=10
Question 2
Calculer AB⋅AE
Correction
Dans un repère orthonormé (O;i;j) , le produit scalaire de deux vecteurs u et v de coordonnées respectives (x;y) et (x′;y′) est égal à :
u⋅v=xx′+yy′
AB(xB−xAyB−yA)⇔AB(1−(−2)2−1)⇔AB(31) AE(xE−xAyE−yA)⇔AE(0−(−2)−5−1)⇔AE(2−6) AB⋅AE=3×2+1×(−6) AB⋅AE=6−6 Ainsi :
AB⋅AE=0
Question 3
Que peut-on en déduire pour les droites (AB) et (AE) ?
Correction
D'après la question précédente nous savons que : AB⋅AE=0
u⋅v=0⇔uetv sont orthogonaux .
Il en résulte donc que les vecteurs AB et AE sont orthogonaux, donc que les droites (AB) et (AE) sont perpendiculaires.
Question 4
Déterminer une équation cartésienne de la droite (AE).
Correction
On rappelle que A(−2;1) et E(0;−5). Le vecteur AE est un vecteur directeur de la droite (AE).
L'écriture cartésienne d'une droite est de la forme ax+by+c=0 où le vecteur u(−ba) est un vecteur directeur de cette droite.
AE(2−6) étant un vecteur directeur de (AE), on en déduit que : −b=2 et a=−6. D'où : b=−2 et a=−6. Ainsi , on a : −6x−2y+c=0. Or le point E(0;−5) appartient à la droite (AE), donc les coordonnées du point E(0;−5) vérifie −6x−2y+c=0. Il vient alors que : −6xE−2yE+c=0 −6×0−2×(−5)+c=0 10+c=0 c=−10 Finalement, l'équation cartésienne de la droite (AE) est : −6x−2y−10=0. Nous pouvons simplifier tous les termes par −2 ce qui nous donne :
3x+y+5=0
.
Question 5
Calculer les coordonnées des points d’intersection de (AE) et du cercle C.
Correction
Pour déterminer les coordonnées des points d’intersection de (AE) et du cercle C, il nous faut résoudre le système suivant : {(x+2)2+(y−1)23x+y+5==100 Nous allons commencer par développer l'expression : (x+2)2+(y−1)2=10 Il vient alors : (x+2)2+(y−1)2=10 x2+4x+4+y2−2y+1=10 x2+4x+y2−2y−5=0 Le système s'écrit maintenant : {x2+4x+y2−2y−53x+y+5==00 {x2+4x+y2−2y−5y==0−3x−5 {x2+4x+(−3x−5)2−2×(−3x−5)−5y==0−3x−5 {x2+4x+9x2+30x+25+6x+10−5y==0−3x−5 {10x2+40x+30y==0−3x−5 {x2+4x+3y==0−3x−5 Il nous reste à résoudre l'équation x2+4x+3=0 Ainsi : Δ=42−4×1×3 Δ=4 Comme Δ>0 alors l'équation admet deux racines réelles distinctes notées x1 et x2 telles que : x1=2a−b−Δ ainsi x1=2×1−4−4 d'où x1=−3 x2=2a−b+Δ ainsi x2=2×1−4+4 d'où x2=−1 Il s'ensuit que :
Si x=−3 alors y=−3×(−3)−5 d'où : y=4
Si x=−1 alors y=−3×(−1)−5 d'où : y=−2
Les coordonnées des points d’intersection de (AE) et du cercle C sont alors les points (−1;−2) et (−3;4).