Utilisation d’un repère dans un cube pour justifier l’orthogonalité de deux droites (réf 1269)

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Contenu

Coordonnées dans l’espace avec un repère dans un cube

Calcul du produit scalaire pour justifier que deux droites sont orthogonales

Vidéo de l’exercice

$ABCDEFGH$ est un cube(figure ci-dessous).
  1. Donner les coordonnées des sommets du cube dans le repère $(A;B;D;E)$?
    Quelle est la nature de ce repère?
    Aide

    $(AB)$ est l'axe des abscisses et $B(1;0;0)$...
    Les côtés $[AB]$, $[AD]$ et $[AE]$ sont orthogonaux deux à deux et de même longueur.

    Solution

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  2. Calculer les coordonnées de $P$ milieu de $[HF]$.
    Rappel cours

    Coordonnées du milieu
    L'espace est muni d'un repère quelconque.
    Soit $A(x_A;y_A;z_A)$ et $B(x_B;y_B;z_B)$ Le milieu $I$ de $[AB]$ a pour coordonnées $\left(\dfrac{x_A+x_B}{2};\dfrac{y_A+y_B}{2};\dfrac{z_A+z_B}{2}\right)$

    Solution

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  3. Les droites $(AP)$ et $(HF)$ sont-elles orthogonales?
    Rappel cours

    Coordonnées d'un vecteur dans l'espace
    L'espace est muni d'un repère quelconque.
    Soit $A(x_A;y_A;z_A)$ et $B(x_B;y_B;z_B)$
    $\overrightarrow{AB}\begin{pmatrix} x_B-x_A\\ y_B-y_A\\ z_B-z_A \end{pmatrix} $
    Produit scalaire dans un repère orthonormé de l'espace
    Dans un repère orthonormé de l'espace, on a les vecteurs $\overrightarrow{u}\begin{pmatrix} x\\ y\\ z \end{pmatrix}$ et $\overrightarrow{v}\begin{pmatrix} x'\\ y'\\ z' \end{pmatrix}$.
    $\overrightarrow{u}.\overrightarrow{v}=xx'+yy'+zz'$
    Orthogonalité et produit scalaire
    Pour tous vecteurs $\overrightarrow{u}$ et $\overrightarrow{v}$, on a:
    $\overrightarrow{u}.\overrightarrow{v}=0 \Longleftrightarrow \overrightarrow{u}=\overrightarrow{0}$ ou $\overrightarrow{v}=\overrightarrow{0}$ ou $\overrightarrow{u}$ et $\overrightarrow{v}$ sont orthogonaux.

    Aide

    On peut calculer le produit scalaire $\overrightarrow{AP}.\overrightarrow{HF}$

    Solution

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  4. Les droites $(AP)$ et $(EC)$ sont-elles orthogonales?
    Aide

    On peut calculer le produit scalaire $\overrightarrow{AP}.\overrightarrow{EC}$

    Solution

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Vidéo de l’exercice

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