ملخص Géométrie dans l'espace : produit scalaire — الثانية باك علوم فيزيائية

ملخص «Géométrie dans l'espace : produit scalaire» لتلاميذ الثانية باك علوم فيزيائية بالفرنسية والعربية: Produit scalaire - Expression analytique - Vecteur normal - Équation d'un plan - Distance d'un point à un plan - Positions relatives. Résumé Géométrie dans l'espace : produit scalaire — 2ème année…

📖 حل فـ MathsClick (الورقة بخط اليد، بالعربية والفرنسية)

Produit scalaire

Définition Définition ($\vec{u}=\overrightarrow{AB}$, $\vec{v}=\overrightarrow{AC}$)

$\vec{u}\cdot\vec{v}=\|\vec{u}\|\times\|\vec{v}\|\times\cos(\widehat{BAC})$ ; $\vec{u}\cdot\vec{u}=\|\vec{u}\|^2$

  • $\vec{u}\perp\vec{v}\iff\vec{u}\cdot\vec{v}=0$.
  • Mêmes propriétés que dans le plan (symétrie, bilinéarité).

Expression analytique

Formules Dans un repère orthonormé, $\vec{u}(x;y;z)$ et $\vec{v}(x';y';z')$

$\vec{u}\cdot\vec{v}=xx'+yy'+zz'$ ; $\|\vec{u}\|=\sqrt{x^2+y^2+z^2}$

  • $AB=\sqrt{(x_B-x_A)^2+(y_B-y_A)^2+(z_B-z_A)^2}$.

Vecteur normal et équation d'un plan

Définition Vecteur normal

  • $\vec{n}\neq\vec{0}$ est normal au plan $(P)$ s'il est orthogonal à tous les vecteurs de $(P)$.
  • $M\in(P)\iff\overrightarrow{AM}\cdot\vec{n}=0$ ($A\in(P)$).

Propriété Équation cartésienne

$(P)$ de vecteur normal $\vec{n}(a;b;c)$ : $ax+by+cz+d=0$

  • Réciproquement, $ax+by+cz+d=0$ (avec $(a;b;c)\neq(0;0;0)$) est un plan de vecteur normal $\vec{n}(a;b;c)$.

Distance d'un point à un plan

Formules Formule

$d(A;(P))=\dfrac{|ax_A+by_A+cz_A+d|}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}}$

Positions relatives

Propriété Deux plans de vecteurs normaux $\vec{n}$ et $\vec{n'}$

  • $(P)\parallel(Q)\iff\vec{n}$ et $\vec{n'}$ colinéaires.
  • $(P)\perp(Q)\iff\vec{n}\cdot\vec{n'}=0$.

Propriété Droite de vecteur directeur $\vec{u}$ et plan de vecteur normal $\vec{n}$

  • $(D)\perp(P)\iff\vec{u}$ et $\vec{n}$ colinéaires.
  • $(D)\parallel(P)\iff\vec{u}\cdot\vec{n}=0$.

Méthode Intersection droite-plan, projeté orthogonal

1. On écrit une représentation paramétrique de $(D)$ : $x=x_A+\alpha t$, $y=y_A+\beta t$, $z=z_A+\gamma t$.

2. On remplace dans l'équation de $(P)$ et on calcule $t$.

  • Projeté orthogonal $H$ de $A$ sur $(P)$ : intersection de $(P)$ et de la droite passant par $A$ dirigée par $\vec{n}$.

Erreur fréquente Erreurs fréquentes

  • Oublier la valeur absolue dans la distance.
  • Prendre un vecteur directeur au lieu d'un vecteur normal dans l'équation du plan.

À retenir À retenir

  • $\vec{n}(a;b;c)$ normal ⇔ $ax+by+cz+d=0$.
  • Orthogonalité ⇔ produit scalaire nul.

Astuce Conseil

  • Pour trouver $d$ : on remplace les coordonnées d'un point du plan.

النسخة العربية

الجداء السلمي

تعريف تعريف ($\vec{u}=\overrightarrow{AB}$، $\vec{v}=\overrightarrow{AC}$)

$\vec{u}\cdot\vec{v}=\|\vec{u}\|\times\|\vec{v}\|\times\cos(\widehat{BAC})$ ؛ $\vec{u}\cdot\vec{u}=\|\vec{u}\|^2$

  • $\vec{u}\perp\vec{v}\iff\vec{u}\cdot\vec{v}=0$.
  • نفس الخاصيات في المستوى (التماثل، الثنائية الخطية).

الصيغة التحليلية

صيغ في معلم متعامد ممنظم، $\vec{u}(x;y;z)$ و $\vec{v}(x';y';z')$

$\vec{u}\cdot\vec{v}=xx'+yy'+zz'$ ؛ $\|\vec{u}\|=\sqrt{x^2+y^2+z^2}$

  • $AB=\sqrt{(x_B-x_A)^2+(y_B-y_A)^2+(z_B-z_A)^2}$.

المتجهة المنظمية ومعادلة مستوى

تعريف المتجهة المنظمية

  • $\vec{n}\neq\vec{0}$ منظمية على المستوى $(P)$ إذا كانت عمودية على جميع متجهات $(P)$.
  • $M\in(P)\iff\overrightarrow{AM}\cdot\vec{n}=0$ ($A\in(P)$).

خاصية المعادلة الديكارتية

$(P)$ منظميته $\vec{n}(a;b;c)$ : $ax+by+cz+d=0$

  • وعكسياً، $ax+by+cz+d=0$ (مع $(a;b;c)\neq(0;0;0)$) معادلة مستوى منظميته $\vec{n}(a;b;c)$.

مسافة نقطة عن مستوى

صيغ الصيغة

$d(A;(P))=\dfrac{|ax_A+by_A+cz_A+d|}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}}$

الأوضاع النسبية

خاصية مستويان منظميتاهما $\vec{n}$ و $\vec{n'}$

  • $(P)\parallel(Q)\iff\vec{n}$ و $\vec{n'}$ مستقيميتان.
  • $(P)\perp(Q)\iff\vec{n}\cdot\vec{n'}=0$.

خاصية مستقيم موجه بـ $\vec{u}$ ومستوى منظميته $\vec{n}$

  • $(D)\perp(P)\iff\vec{u}$ و $\vec{n}$ مستقيميتان.
  • $(D)\parallel(P)\iff\vec{u}\cdot\vec{n}=0$.

طريقة تقاطع مستقيم ومستوى، المسقط العمودي

1. نكتب تمثيلاً بارامترياً لـ $(D)$ : $x=x_A+\alpha t$ ، $y=y_A+\beta t$ ، $z=z_A+\gamma t$.

2. نعوّض في معادلة $(P)$ ونحسب $t$.

  • المسقط العمودي $H$ لـ $A$ على $(P)$ : تقاطع $(P)$ والمستقيم المار من $A$ والموجه بـ $\vec{n}$.

خطأ شائع أخطاء شائعة

  • نسيان القيمة المطلقة في المسافة.
  • استعمال متجهة موجهة عوض متجهة منظمية في معادلة المستوى.

للحفظ أحفظ

  • $\vec{n}(a;b;c)$ منظمية ⇔ $ax+by+cz+d=0$.
  • التعامد ⇔ الجداء السلمي منعدم.

نصيحة نصيحة

  • لإيجاد $d$ : نعوّض بإحداثيات نقطة من المستوى.

فنفس الدرس

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