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Produit scalaire dans un repère de l’espace et vecteurs orthogonaux

Droite orthogonale à un plan dans un cube

Exercice | temps recommandé inférieur à 5mn | Niveau 1 application directe du cours | séquence 4 du chapitre |
$ABCDEFGH$ est un cube de côté $a$.

  1. Calculer $\overrightarrow{FD}.\overrightarrow{EG}$.
    Rappel cours

    relation de Chasles
    $\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AC}$
    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

    $\overrightarrow{FD}=\overrightarrow{FH}+\overrightarrow{HD}$ et $\overrightarrow{EG}=\overrightarrow{EF}+\overrightarrow{FG}$

    Solution

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  2. Calculer $\overrightarrow{EB}.\overrightarrow{FD}$.
    Aide

    $\overrightarrow{EB}=\overrightarrow{EF}+\overrightarrow{FD}$

    Solution

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  3. En déduire que le plan $(EBG)$ est perpendiculaire à la droite $(FD)$.
    Rappel cours

    droite et plan orthogonaux
    Une droite $(d)$ est orthogonale à un plan si et seulement si un vecteur directeur de $(d)$ est orthogonal à deux vecteurs directeurs de du plan.

    Aide

    Il faut justifier que $(FD)$ est orthogonale à deux droites sécantes du plan $(EBG)$

    Solution

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