Géométrie dans l'espace: partie 1

Exercices, quiz et cours - Niveau Terminale Spécialité.

Basique

6 exercices

Vecteurs dans un repère de l'espace

Basique Premium

Soit les points $A(-1;3;2)$, $B(2;-5;0)$ et $C(-4;11;3)$

  1. Déterminer les coordonnées des vecteurs $\overrightarrow{AB}$, $-2\overrightarrow{CA}$ et $3\overrightarrow{BA}-2\overrightarrow{CB}$
  2. $\overrightarrow{AB}$ et $\overrightarrow{AC}$ sont-ils colinéaires?
  3. Que peut-on en déduire pour les points $A$, $B$ et $C$?

Coordonnées dans un repère

Basique Premium

ABCDEFGH est un cube d'arrête 1. On se place dans la base $(B,\overrightarrow{BC},\overrightarrow{BH},\overrightarrow{BA})$

  1. Déterminer les coordoonées des points $E$, $I$, $J$, $K$, $G$.
  2. Prouver que $\overrightarrow{BI}=\overrightarrow{HK}$
  3. Déterminer les coordoonées du point $L$ tel que $EFLJ$ soit un parallélogramme.

Vecteurs et base de l'espace

Basique Premium

Dans la base $(\vec{i},\vec{j},\vec{k})$ on considère les vecteurs:

  1. $\vec{u}=-\vec{i}+2\vec{k}$
  2. $\vec{v}=-2\vec{j}+3\vec{k}$
  3. $\vec{w}=3\vec{i}-\vec{j}$

Déterminer si $\vec{u}$, $\vec{v}$ et $\vec{w}$ forment une base de l'espace.

Points définissant un plan

Basique Premium

Soit les points $A(3;-2;1)$, $B(3;1;1)$ et $C(0;-1;-1)$

Déterminer si ces 3 points définissent un plan

Équation paramétrique d'une droite dans l'espace

Basique Premium

On se place dans un repère $(O;\vec{i};\vec{j};\vec{k})$

  1. On considère la représentation paramétrique: $$\begin{cases}x=-4t+1\\ y=5t+3\\ z=2t+7\end{cases}$$
    1. Donner un vecteur directeur de cette droite
    2. Le point $D(-3;\frac{11}{2};8)$ appartient-il à la droite?
    3. Déterminer un point qui appartient à la droite
  2. Donner une représentation paramétrique de la droite $(AB)$ avec $A(3;5;-1)$ et $B(2;0;7)$.

Vecteurs linéairement indépendants - 1

Basique Premium

On se place dans un repère $(O;\vec{i};\vec{j};\vec{k})$

  1. On considère la représentation paramétrique: $$\begin{cases}x=-4t+1\\ y=5t+3\\ z=2t+7\end{cases}$$
    1. Donner un vecteur directeur de cette droite
    2. Le point $D(-3;\frac{11}{2};8)$ appartient-il à la droite?
    3. Déterminer un point qui appartient à la droite
  2. Donner une représentation paramétrique de la droite $(AB)$ avec $A(3;5;-1)$ et $B(2;0;7)$.

Intermediaire

5 exercices

Tracer une intersection de plans.

Intermédiaire Premium

ABCDEFGH est un cube d'arrête 1. On se place dans la base $(B,~\overrightarrow{BC},~\overrightarrow{BH},~\overrightarrow{BA})$

Tracer la section du cube ABCEDFGH par le plan (IJK)

Position relative de 2 droites

Intermédiaire

On se place dans un repère $(O;\vec{i};\vec{j};\vec{k})$

On considère la représentation paramétrique: $$\begin{cases}x=-1+t\\ y=2-t\\ z=3+t\end{cases}$$

On note $d'$ la droite passant par le point $B(4;4;-6)$ et de vecteur directeur $\vec{u}(5;2;-9)$.

  1. Déterminer une représentation paramétrique de la droite $d'$
  2. Déterminer si les droites sont sécantes

Vecteurs linéairement indépendants - 2

Intermédiaire Premium

On se place dans un repère $(O;\vec{i};\vec{j};\vec{k})$

  1. Les vecteurs $\vec{u}=\vec{i}-\vec{j}$, $\vec{v}=\vec{i}+2\vec{j}-\vec{k}$ et $\vec{w}=3\vec{j}+2\vec{k}$ sont-ils linéairement indépendants?
  2. Les vecteurs $\vec{u}=2\vec{i}+\vec{k}$, $\vec{v}=-\vec{i}+3\vec{j}+\vec{k}$ et $\vec{w}=3\vec{j}-\vec{k}$ forment-ils une base de l'espace?

Appartenance d'un point à un plan

Intermédiaire Premium

On considère les vecteurs $\vec{u}(2;-3;1)$ et $\vec{v}(-1;5;3)$

  1. Ces vecteurs définissent-ils un plan? Justifier.
  2. On considère le point $A(1,1,3)$ et le plan $(A,\vec{u}, \vec{v})$

  3. Le point $B(2,4,8)$ appartient-il au plan?

Tracer une intersection entre un plan et une droite.

Intermédiaire Premium

ABCDEFGH est un cube dans lequel les points $I$, $J$, $K$ sont définis par:

  1. $I$ est le milieu du segment $[AD]$
  2. $J$ est tel que $\vec{AJ}=\frac{3}{4} \vec{AE}$
  3. $K$ est le milieu du segment $[FG]$
  1. Construire le point d’intersection $P$ du plan $(IJK)$ et de la droite $(EH)$.
  2. En déduire, en justifiant,l’intersection du plan $(IJK)$ et du plan $(EFG)$.

Avance

3 exercices

Droites sécantes avec 4 points

Avancé Premium

On se place dans un repère $(O;~\vec{i};~\vec{j};~\vec{k})$

On considère les points:

  1. $A(1;~2;~0)$
  2. $B(3;~0;~6)$
  3. $C(6;~-1;~9)$
  4. $D(-4;~4;~-6)$

Les droites $(AB)$ et $(CD)$ sont-elles sécantes?

Droites coplanaires et sécantes

Avancé Premium

On se place dans un repère $(O;\vec{i};\vec{j};\vec{k})$. On considère les points: $A(1;-2;-1)$, $B(3;-5;-2)$ et $C(-1;1;0)$

  1. Les points $A$, $B$ et $C$ sont-ils alignés?
  2. On note $d_1$ la droite passant par les points $A$ et $B$. Donner une représentation paramétrique de la droite $d_1$.
  3. On note $d_2$ la droite de représentation paramétrique: $$\begin{cases}x=2-t\\ y=1+2t\\ z=t\end{cases}$$ Démontrer que les droites $d_1$ et $d_2$ ne sont pas coplanaires
  4. On considère la droite $d_3$ passant par le point $E(7;-6;-5)$ et de vecteur directeur $\vec{v}(0;5;-1)$. Montrer que $(AB)$ et $d_3$ sont sécantes en $D(7;-11;-4)$.

Vecteurs dans un tétrahèdre

Avancé Premium

ABCD est un tétraèdre. $E$ est le milieu de $[BC]$ et $F$ le milieu de $[ED]$.

  1. Prouver que $\vec{AF}=\frac{1}{4} \vec{AB} + \frac{1}{4} \vec{AC} + \frac{1}{2} \vec{AD}$