$ABCDE$ est une pyramide dont la base $ABCD$ est rectangulaire.
$I$ est un point du segment $[BE]$ et $J$ est un point de $[CE]$ tels que $(IJ)//(BC)$.
  1. Montrer que $(IJ)$ est parallèle à $(AD)$.

    Position relative de deux droites


    - Les droites $D$ et $\Delta$
    Les droites $D$ et $\Delta$ ne sont pas coplanaires
    Aucun plan ne contient les deux droites


    Les droites $D$ et $\Delta$
    Les droites $D$ et $\Delta$ ne sont pas coplanaires                         Les deux droites sont sécantes ou parallèles
    $(IJ)$ est l'intersection des plans $(ABI)$ et $(BCI)$.
    $ABCD$ est un rectangle donc $(AD)//(BC)$
    Les plans $(ABI)$ et $(BCI)$ (ou $(BCE)$) sont sécants en $I$.
    En utilisant le théorème du toit, on peut donc conclure que l'intersection des plans $(ABI)$ et $(BCI)$ est une droite $\Delta_1$ parallèle à $(AD)$ et $(BC)$ passant par $I$
    donc $\Delta_1$ est confondue avec $(IJ)$ puisque $(IJ)//(BC)$


  2. Montrer que $(AI)$ et $(DJ)$ sont sécantes en un point $M$ et construire $M$.
    Les plans $(ABE)$ et $(DCF)$ sont parallèles.
    D'après la question précédente, on sait que $(IJ)$ est l'intersection des plans $(ADI)$ et $(BCE)$ (ou $(BCI)$)
    donc les droites $(AI)$ et $(DJ)$ sont coplanaires (contenues dans le plan $(ADI)$)
    On a $AD\neq IJ$ donc les droites $(AI)$ et $(DJ)$ sont coplanaires et non parallèles

  3. Déterminer l'intersection $\Delta$ des plans $(ABE)$ et $(CDE)$.

    théorème du toit


    Lorsque deux plans $P$ et $P'$ sont sécants et contiennent respectivement les droites $d$ et $d'$, l'intersection de $P$ et de $P'$ est une droite $\Delta$ parallèle à $d$ et à $d'$.
    Les droites $(AB)$ et $(CD)$ sont parallèles.
    $ABCD$ est un rectangle donc $(AB)//(CD)$
    Les plans $(ABE)$ et $(CDE)$ contiennent respectivement les droites $(AB)$ et $(CD)$
    En utilisant le théorème du toit, on peut donc conclure que l'intersection $\Delta$ des plans $(ABE)$ et $(CDE)$ est une droite $\Delta$ parallèle à $(AB)$ et $(CD)$.
    Il faut déterminer un point de $\Delta$ c'est à dire un point commun aux plans $(ABE)$ et $(CDE)$.
    $E$ appartient à ces deux plans donc est un point d'intersection de $(ABE)$ et $(DCE)$
    donc $\Delta$ est la parallèle à $(AB)$ (ou $(CD)$) passant par $E$.
  4. Montrer que $M$ appartient à $\Delta$.
    Il faut montrer que $M$ est un point commun aux plans $(ABE) et $(CDE)$.
    Les points $A$ et $I$ sont deux points du plan $(ABE)$ car $I\in [BE]$
    donc $(AI)$ est contenue dans le plan $(ABE)$.
    $M \in (AI)$ donc $M\in (ABE)$.
    De même, les points $D$ et $J$ sont deux points du plan $(CDE)$ car $J\in [CE]$
    donc $(DJ)$ est contenue dans le plan $(CDE)$.
    $M \in (DJ)$ donc $M\in (CDE)$.
    donc $M$ appartient aux plans $(ABE)$ et $(CDE)$ donc c'est un point d'intersection des deux plans

devoir nº 1350


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Position relatives de droites et pans, produit scalaire

- position relative de droites et plans
- produit scalaire et vecteurs orthogonaux
- constructions d'intersections

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