Chapitres de Première

Géométrie repérée

  1. 1

    Exercice 1

    Facile

    Le plan est muni d'un repère orthonormé (O;ı,ȷ)(O\,;\vec{\imath},\vec{\jmath}). Déterminer une équation cartésienne de la droite D\mathcal{D} passant par le point A(3;1)A(3\,;-1) et admettant le vecteur n(2;5)\vec{n}(2\,;5) pour vecteur normal.

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    Un vecteur n(a;b)\vec{n}(a\,;b) est normal à une droite d'équation ax+by+c=0ax+by+c=0. Il reste à déterminer cc en écrivant que AA appartient à la droite.

    Voir la correction

    Comme n(2;5)\vec{n}(2\,;5) est normal à D\mathcal{D}, cette droite admet une équation de la forme

    2x+5y+c=0.2x+5y+c=0.

    Le point A(3;1)A(3\,;-1) appartient à D\mathcal{D}, donc ses coordonnées vérifient l'équation :

    2×3+5×(1)+c=0    65+c=0    c=1.2\times 3 + 5\times(-1) + c = 0 \iff 6-5+c=0 \iff c=-1.

    Une équation cartésienne de D\mathcal{D} est donc

    2x+5y1=0.2x+5y-1=0.

    Vérification : 2×3+5×(1)1=651=02\times 3+5\times(-1)-1 = 6-5-1 = 0. Le point AA appartient bien à D\mathcal{D}.

  2. 2

    Exercice 2

    Facile

    Le plan est muni d'un repère orthonormé.

    1. Déterminer une équation du cercle C\mathcal{C} de centre Ω(2;3)\Omega(-2\,;3) et de rayon r=4r=4.
    2. Le point B(2;3)B(2\,;3) appartient-il à C\mathcal{C} ? Et le point E(0;0)E(0\,;0) ?
    Voir un indice

    Le cercle de centre Ω(a;b)\Omega(a\,;b) et de rayon rr a pour équation (xa)2+(yb)2=r2(x-a)^2+(y-b)^2=r^2. Pour tester un point, on remplace xx et yy par ses coordonnées.

    Voir la correction

    1. Le cercle de centre Ω(2;3)\Omega(-2\,;3) et de rayon r=4r=4 a pour équation

    (x(2))2+(y3)2=42,c’est-aˋ-dire(x+2)2+(y3)2=16.(x-(-2))^2+(y-3)^2=4^2, \quad\text{c'est-à-dire}\quad (x+2)^2+(y-3)^2=16.

    2. Pour B(2;3)B(2\,;3) :

    (2+2)2+(33)2=42+02=16.(2+2)^2+(3-3)^2 = 4^2+0^2 = 16.

    L'égalité est vérifiée, donc BB appartient à C\mathcal{C}.

    Pour E(0;0)E(0\,;0) :

    (0+2)2+(03)2=4+9=1316.(0+2)^2+(0-3)^2 = 4+9 = 13 \neq 16.

    L'égalité n'est pas vérifiée, donc EE n'appartient pas à C\mathcal{C}.

  3. 3

    Exercice 3

    Facile

    Le plan est muni d'un repère orthonormé. On considère l'ensemble C\mathcal{C} des points M(x;y)M(x\,;y) vérifiant

    x2+y26x+4y3=0.x^2+y^2-6x+4y-3=0.

    Montrer que C\mathcal{C} est un cercle dont on précisera le centre et le rayon.

    Voir un indice

    Regrouper les termes en xx et les termes en yy, puis compléter chaque carré : x26x=(x3)29x^2-6x=(x-3)^2-9 et y2+4y=(y+2)24y^2+4y=(y+2)^2-4.

    Voir la correction

    On part de x2+y26x+4y3=0x^2+y^2-6x+4y-3=0 et on complète les carrés.

    Pour les termes en xx : x26x=(x3)29x^2-6x=(x-3)^2-9.

    Pour les termes en yy : y2+4y=(y+2)24y^2+4y=(y+2)^2-4.

    L'équation devient :

    (x3)29+(y+2)243=0,(x-3)^2-9+(y+2)^2-4-3=0,

    soit

    (x3)2+(y+2)2=16.(x-3)^2+(y+2)^2=16.

    On reconnaît l'équation d'un cercle C\mathcal{C} de centre Ω(3;2)\Omega(3\,;-2) et de rayon

    r=16=4.r=\sqrt{16}=4.
  4. 4

    Exercice 4

    Facile

    Le plan est muni d'un repère orthonormé. On considère la droite D\mathcal{D} d'équation x2y+2=0x-2y+2=0 et le point A(5;3)A(5\,;3). Déterminer les coordonnées du projeté orthogonal HH de AA sur la droite D\mathcal{D}.

    Voir un indice

    Le vecteur n(1;2)\vec{n}(1\,;-2) est normal à D\mathcal{D}. Le point HH est l'intersection de D\mathcal{D} avec la droite passant par AA et dirigée par n\vec{n}. Écrire H=A+tnH=A+t\,\vec{n} puis reporter dans l'équation de D\mathcal{D}.

    Voir la correction

    Un vecteur normal à D\mathcal{D} est n(1;2)\vec{n}(1\,;-2). Le projeté orthogonal HH de AA sur D\mathcal{D} est le point de D\mathcal{D} tel que AH\overrightarrow{AH} soit colinéaire à n\vec{n}.

    On cherche HH sous la forme H=A+tnH=A+t\,\vec{n}, c'est-à-dire

    H(5+t;32t).H\,(5+t\,;\,3-2t).

    Comme HDH\in\mathcal{D}, ses coordonnées vérifient x2y+2=0x-2y+2=0 :

    (5+t)2(32t)+2=0    5+t6+4t+2=0    5t+1=0    t=15.(5+t)-2(3-2t)+2=0 \iff 5+t-6+4t+2=0 \iff 5t+1=0 \iff t=-\frac{1}{5}.

    On en déduit

    xH=515=245,yH=3+25=175.x_H=5-\frac{1}{5}=\frac{24}{5}, \qquad y_H=3+\frac{2}{5}=\frac{17}{5}.

    Donc H(245;175)H\left(\dfrac{24}{5}\,;\dfrac{17}{5}\right).

  5. 5

    Tangente à un cercle

    Moyen

    Le plan est muni d'un repère orthonormé. On considère le cercle C\mathcal{C} de centre Ω(1;2)\Omega(1\,;2) et de rayon r=5r=5, ainsi que le point A(4;6)A(4\,;6).

    1. Vérifier que le point AA appartient au cercle C\mathcal{C}.
    2. Déterminer une équation de la tangente T\mathcal{T} à C\mathcal{C} au point AA.
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    La tangente à un cercle en un point AA est la droite passant par AA et perpendiculaire au rayon [ΩA][\Omega A]. Le vecteur ΩA\overrightarrow{\Omega A} est donc un vecteur normal de la tangente.

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  6. 6

    Projeté orthogonal et distance

    Moyen

    Le plan est muni d'un repère orthonormé. On considère la droite D\mathcal{D} d'équation 3x+4y12=03x+4y-12=0 et le point A(3;4)A(3\,;4).

    1. Déterminer les coordonnées du projeté orthogonal HH de AA sur D\mathcal{D}.
    2. En déduire la distance du point AA à la droite D\mathcal{D}.
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    Un vecteur normal de D\mathcal{D} est n(3;4)\vec{n}(3\,;4). Chercher HH sous la forme H=A+tnH=A+t\,\vec{n}, reporter dans l'équation de D\mathcal{D}, puis calculer AHAH.

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  7. 7

    Intersection cercle et droite

    Moyen

    Le plan est muni d'un repère orthonormé. On considère le cercle C\mathcal{C} d'équation (x2)2+(y1)2=10(x-2)^2+(y-1)^2=10 et la droite D\mathcal{D} d'équation y=x1y=x-1. Déterminer les coordonnées des points d'intersection de C\mathcal{C} et de D\mathcal{D}.

    Voir un indice

    Reporter l'expression y=x1y=x-1 dans l'équation du cercle pour obtenir une équation du second degré en xx. Résoudre, puis calculer les ordonnées correspondantes.

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  8. 8

    Exercice 8

    Difficile

    Le plan est muni d'un repère orthonormé. On considère le point F(0;2)F(0\,;2) et l'axe des abscisses D\mathcal{D} (d'équation y=0y=0). Déterminer et caractériser l'ensemble P\mathcal{P} des points M(x;y)M(x\,;y) équidistants du point FF et de la droite D\mathcal{D}, c'est-à-dire tels que MF=d(M,D)MF=d(M,\mathcal{D}).

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  9. 9

    Exercice 9

    Difficile

    Le plan est muni d'un repère orthonormé. On considère la parabole P\mathcal{P} d'équation y=x22x+1y=x^2-2x+1 et le cercle C\mathcal{C} d'équation x2+y2=1x^2+y^2=1.

    1. Déterminer les points d'intersection de P\mathcal{P} et de la droite d'équation y=1y=1.
    2. Déterminer les points d'intersection de P\mathcal{P} et du cercle C\mathcal{C}.
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