Série d’exercices
Série d’exercices N°6 (S2)
Géométrie analytique dans l’espace
1ère Année Baccalauréat – Sciences Mathématiques
I. Représentations de droites
Exercice n°1
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Donner une représentation paramétrique de la droite passant par \(A(1, 0, -2)\) et de vecteur directeur \(\vec{u}(3, 1, 2)\).
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Donner une représentation paramétrique de la droite \((AB)\) avec \(A(2, -1, 3)\) et \(B(4, 0, 1)\).
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Soit \((D) : \begin{cases} x = 2 - t \\ y = 1 + 3t \\ z = -t \end{cases}\). Donner \(A\) point et \(\vec{u}\) vecteur directeur. Vérifier si \(M(0, 7, -2)\) appartient à \((D)\).
Exercice n°2
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Étudier la position relative de \((D_1) : \begin{cases} x = 1 + 2t \\ y = -t \\ z = 3 + t \end{cases}\) et \((D_2) : \begin{cases} x = -3 + 4s \\ y = 2 - 2s \\ z = 1 + 2s \end{cases}\).
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Étudier la position de \((D_3) : \begin{cases} x = t \\ y = 2t \\ z = -t \end{cases}\) et \((D_4) : \begin{cases} x = 1 + s \\ y = -s \\ z = 2 + s \end{cases}\).
II. Représentations de plans
Exercice n°3
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Donner l’équation cartésienne du plan passant par \(A(1, 0, 0)\), \(B(0, 2, 0)\), \(C(0, 0, 4)\).
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Donner l’équation cartésienne du plan passant par \(A(1, 1, 1)\), \(B(2, 3, -1)\), \(C(0, 2, 5)\).
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Donner une représentation paramétrique du plan \((P) : 2x - y + 3z = 6\).
Exercice n°4
Soit \((P) : x + 2y - z + 4 = 0\).
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Trouver 3 points du plan \((P)\).
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Donner une représentation paramétrique de \((P)\).
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À partir d’une représentation paramétrique donnée, retrouver une équation cartésienne en éliminant les paramètres.
III. Positions relatives
Exercice n°5
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Étudier la position relative de \((D) : \begin{cases} x = 1 + t \\ y = -t \\ z = 2 + 2t \end{cases}\) et \((P) : x + y + z = 5\).
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Si elles sont sécantes, donner le point d’intersection.
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Étudier la position de \((D)\) et \((P') : 2x + 2y - z = 1\).
Exercice n°6
Étudier la position relative et l’intersection éventuelle de :
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\((P_1) : x - 2y + z = 1\) et \((P_2) : 2x - 4y + 2z = -3\).
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\((P_3) : 3x + y - 2z = 4\) et \((P_4) : x + y + z = 0\). Donner une représentation paramétrique de leur intersection.
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\((P_5) : x + y + z = 1\) et \((P_6) : 2x + 2y + 2z = 2\).
Exercice n°7
On considère \((P_1) : x + y + z = 1\), \((P_2) : x - y + z = 0\), \((P_3) : x + y - z = 2\).
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Étudier l’intersection des trois plans.
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Si ils se coupent en un unique point, le déterminer.
IV. Problèmes synthétiques
Exercice n°8
\(ABCDEFGH\) est un cube de côté \(1\) dans un repère orthonormé \((A, \overrightarrow{AB}, \overrightarrow{AD}, \overrightarrow{AE})\).
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Donner les coordonnées des \(8\) sommets.
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Donner l’équation cartésienne du plan \((BDG)\).
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Donner une représentation paramétrique de la droite \((AG)\).
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Étudier la position relative de \((AG)\) et \((BDG)\).
Exercice n°9
On considère le tétraèdre \(ABCD\) avec \(A(0, 0, 0)\), \(B(2, 0, 0)\), \(C(0, 3, 0)\), \(D(0, 0, 4)\).
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Donner l’équation cartésienne du plan \((BCD)\).
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Donner une représentation paramétrique de la médiane issue de \(A\) (vers le centre de gravité de \(BCD\)).
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Donner les coordonnées du centre de gravité du tétraèdre.
Fin de la série – Analytique de l’espace