Déterminer une équation cartésienne d'un plan - Exercice 3
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Dans l’espace muni d’un repère orthonormé (O;i;j;k), on considère les points A(1;7;1), B(0;2;−2), C(2;0;−8), D(−1;1;2) et E(1;0;3)
Question 1
Démontrer que les points A,B et C définissent un plan noté (P) de vecteur normal DE .
Correction
Etape 1 : On commence par calculer les vecteurs AB et AC : AB⎝⎛−1−5−3⎠⎞ et AC⎝⎛1−7−9⎠⎞ Les vecteurs AB et AC ne sont pas colinéaires donc les points A,B et C définissent bien un plan. Etape 2 : Calculons le vecteur DE et si AB⋅DE=0 et AC⋅DE=0 alors le vecteur DE est orthogonal à deux vecteurs non colinéaires du plan (ABC). Dans ce cas, la droite (DE) sera donc orthogonale à ce plan. Autrement dit : DE est un vecteur normal de (P) DE⎝⎛2−11⎠⎞ AB⋅DE=(−1)×2+(−5)×(−1)+(−3)×1=0 AC⋅DE=1×2+(−7)×(−1)+(−9)×1=0 Il en résulte que DE est bien un vecteur normal de (P)
Question 2
En déduire une équation cartésienne du plan (P)
Correction
L'écriture cartésienne d'un plan ayant un vecteur normal n(a;b;c) s'écrit ax+by+cz+d=0 . Ensuite pour déterminer la valeur de d, on utilise les coordonnées du point A.
L'écriture générale du plan (P) est de la forme ax+by+cz+d=0 Comme DE⎝⎛2−11⎠⎞ est un vecteur normal de (P) alors on a : 2x−y+z+d=0 Le point A(1;7;1) appartient au plan (P) donc : 2xA−yA+zA+d=0 équivaut successivement à 2×1−7+1+d=0 d=4 Finalement l'écriture cartésienne du plan (P) est :
2x−y+z+4=0
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