Géométrie vectorielle, droites et plans de l'espace

Répresentation paramétrique d'une droite - Exercice 2

8 min
15
On donne les points A(2;1;4)A\left(2;-1;4\right), B(5;6;2)B\left(5;6;2\right)
Question 1

Déterminer une représentation paramétrique de la droite (AB)\left(AB\right) .

Correction
    On commence par calculer le vecteur AB\overrightarrow{AB} qui est un vecteur directeur de la droite (AB)\left(AB\right).
    Ensuite soit MM un point de cordonnées (x;y;z)\left(x;y;z\right) qui appartient à la droite (AB)\left(AB\right).
    Cela signifie que les points A,BA,B et MM sont alignés donc les vecteurs AB\overrightarrow{AB} et AM\overrightarrow{AM} sont colinéaires.
    Il existe alors un réel tt tel que AM=tAB\overrightarrow{AM}=t\overrightarrow{AB}. On aura ainsi la droite (AB)\left(AB\right).
Soit le point M(x;y;z)M\left(x;y;z\right) appartenant à la droite (AB)\left(AB\right) .
Cela donne :
AB=(372)\overrightarrow{AB}=\left(\begin{array}{c} {3} \\ {7} \\ {-2} \end{array}\right) puis AM=(x2y+1z4)\overrightarrow{AM}=\left(\begin{array}{c} {x-2} \\ {y+1} \\ {z-4} \end{array}\right)
Les points AA, BB et MM sont alignés, donc les vecteurs AB\overrightarrow{AB} et AM\overrightarrow{AM} sont colinéaires.
Cela se traduit par :
AM=tAB\overrightarrow{AM}=t\overrightarrow{AB}, ce qui donne {x2=3ty+1=7tz4=2t\left\{\begin{array}{ccc} {x-2} & {=} & {3t} \\ {y+1} & {=} & {7t} \\ {z-4} & {=} & {-2t} \end{array}\right. tRt\in \mathbb{R}
Finalement l'équation paramétrique de (AB)\left(AB\right) est :
{x=3t+2y=7t1z=2t+4\left\{\begin{array}{ccc} {x} & {=} & {3t+2} \\ {y} & {=} & {7t-1} \\ {z} & {=} & {-2t+4} \end{array}\right. tRt\in \mathbb{R}
Question 2

Le point C(3,0,1)C\left(3,0,1\right) appartient-il à la droite (AB)\left(AB\right) ?

Correction
On remplace les coordonnées de C(3,0,1)C\left(3,0,1\right) dans l'équation de la droite (AB)\left(AB \right)
Donc {xC=3t+2yC=7t1zC=2t+4\left\{\begin{array}{ccc} {x_{C}} & {=} & {3t+2} \\ {y_{C}} & {=} & {7t-1} \\ {z_{C}} & {=} & {-2t+4} \end{array}\right. ce qui donne {3=3t+20=7t11=2t+4\left\{\begin{array}{ccc} {3} & {=} & {3t+2} \\ {0} & {=} & {7t-1} \\ {1} & {=} & {-2t+4} \end{array}\right.
Puis on résout les équations et on doit pour chaque ligne trouver la même valeur de tt pour que le point CC appartienne à (AB)\left(AB \right) .
{3t+2=37t1=02t+4=1\left\{\begin{array}{ccc} {3t+2} & {=} & {3} \\ {7t-1} & {=} & {0} \\ {-2t+4} & {=} & {1} \end{array}\right. équivaut successivement à :
{3t=327t=12t=14\left\{\begin{array}{ccc} {3t} & {=} & {3-2} \\ {7t} & {=} & {1} \\ {-2t} & {=} & {1-4} \end{array}\right.
{3t=17t=12t=3\left\{\begin{array}{ccc} {3t} & {=} & {1} \\ {7t} & {=} & {1} \\ {-2t} & {=} & {-3} \end{array}\right.
Ainsi : {t=13t=17t=32\left\{\begin{array}{ccc} {t} & {=} & {\frac{1}{3}} \\ {t} & {=} & {\frac{1}{7}} \\ {t} & {=} & {\frac{3}{2}} \end{array}\right. .
Donc le point C(3,0,1)C\left(3,0,1\right) n'appartient à la droite (AB)\left(AB \right) car les valeurs de tt sont diffeˊrentes.\red{\text{sont différentes.}}