Pré requis:
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A
consulter : Les volumes particuliers. |
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ENVIRONNEMENT du dossier:
AVANT :
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APRES :
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Cours :
niveau IV |
TITRE : Plan et droite dans
l ‘espace .
4°) POSITIONS
RELATIVES DE DEUX PLANS
5°) POSITIONS RELATIVES D’UNE
DROITE ET D’UN PLAN.
6°) POSITION
RELATIVES DE DEUX DROITES DE L’ESPACE
Travaux ; devoirs
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Corrigé
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Contrôle |
évaluation |
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Interdisciplinarités : (matière concernée) |
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F |
H |
Géo. |
Vie quotidienne
et vie
familiale |
Autres : |
Sciences
et technique |
Physique Chimie Electricité |
Statistique. |
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1°) DEFINITION et
AXIOMES
L’espace est un ensemble
noté « E » dont les éléments sont appelés « points »
Les droites et les plans sont des parties propres de l’ensemble
« E » .
Les relations sont décrites
par les axiomes suivants :
Axiome 1 : il
existe une droite est une seule
contenant deux points distincts
« A » et « B »
de l’espace .
On dira que la
droite passe par A et B , on dit aussi
que les points A et B déterminent la
droite . On note cette droite ( A B )
.
Axiome 3 : Il existe un plan
et un seul plan contenant trois points distincts non alignés .
( Rappel Info : détermination d’un plan)
On convient de déterminer
un plan par un parallélogramme. Analogie avec l’image d’une face d’une
planche à dessin ou de la surface
horizontale d’une table . |
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La représentation
graphique ci –contre permet d’illustrer
les axiomes 2 et 3 . |
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2°) DETERMINATION D’UN PLAN .
Il en résulte des axiomes
précédents , qu’un plan est déterminé :
a°) si A , B
et C sont les trois points ,
le plan sera désigné par :
plan
( ABC)
b°)par une droite et un point n’appartenant pas
à cette droite .
Sur la droite il suffit de
choisir deux points distincts quelconques. Ce qui se ramène au cas précédent
. Le plan P défini par la droite D et le point « A »et est désigné par : plan
( A , D ). |
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c°) Par
deux droites concourantes .
Soit I le point
d’intersection des droites D et D’ .
Nous considérons le point A distinct
de I appartenant à D , et le
point A’ distinct de I , appartenant à
D’ . Le plan défini par les trois points A , I , A’ contient
les droites D et D’ . Ce plan est noté ( D et D’ ) . |
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3°) REGIONNEMENT
DE L’ESPACE .
Observons la surface supérieure d’une table horizontale ,partie d’un plan , nous distinguons les
points dans l’espace qui sont au dessus
de la table et les points qui sont au -dessous de la table . Cette observation
nous conduit aux axiomes suivants :
Axiome 4 : Un plan partage l’espace « E » en deux demi – espaces E1 et E2 non
vides et disjoints .
La droite ( A B ) joignant
A de E1 et un point B de E2 admet un point commun et un seul
« M » avec le plan P
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4°) POSITIONS RELATIVES
DE DEUX PLANS. ( info plus !)
Soit deux plans
donnés ; P et Q .
Par convention de
représentation on dira que : Ces
deux plans sont parallèles. |
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a) « P » et « Q » ont trois
points communs non alignés .
Tout point de l’un
appartient à l’autre . On dit que les deux plans sont
« confondus » ou « égaux » .On écrit : P = Q |
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b) « P » et « Q » sont distincts
et ont en commun deux points distincts A et B .
d’après l’axiome 2 , la droite
( A B ) est incluse dans P et
incluse dans Q . Les deux plans n’ont pas d’autre point commun en dehors de la droite (AB) , sinon ils seraient confondus .
On dit que P et Q sont
sécants , leur droite commune est D , elle est leur droite d' intersection. Les plans peuvent être
perpendiculaires. Pour cela il faut qu’un plan possède une droite
orthogonale à l’autre plan. |
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Application : pour démontrer que trois points de
l’espace sont alignés , il suffit de démontrer qu’ils sont communs à deux plans
distincts .
c) « P » et « Q » sont
distincts et ont un point commun A .
Soit E1 et E2
les demi – espaces définis par P et soit dans
Q deux droites x’A x et y’A y .
Si l’une d’elles appartient à P , c’est l’intersection de P et Q . Sinon les
demi – droites [ A x ) et [ A y )
sont par exemple dans E1 ,
[ A x’ ) et [ A y’ ) dans E2 Soit M un point de [ A x ) et M’ un point
de [ A y’ ) . La droite ( M M’) coupe le plan P au point B distinct de A .
Les plans P et Q ont donc pour
intersection la droite ( A B ) . |
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Donc :
Si deux plans distincts ont un point commun , leur
intersection est une droite contenant ce point .
d) P et Q
n’ont aucun point commun.
Deux plans qui n’ont aucun
point commun sont dit « parallèles » . |
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5°) POSITIONS RELATIVES D’UNE DROITE ET D’UN PLAN. (info
plus ! !)
Soit une droite
« D » et un plan « P »
a) « D » contient
deux points appartenant à « P »
Si « D »
contient deux points appartenant à « P » alors : la droite
« D » est incluse dans
« P » . ( axiome 2) |
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b) Si
« D » contient un point « A » appartenant à
« P » et un point
« B » n’appartenant pas à « P » .
Alors : La droite D n’est pas incluse dans
« P » ; on dit que la droite « D » est
« sécante » au plan « P » ou qu ‘elle coupe le plan
« P ». |
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c) Si « D » et « P » n’ont
aucun point commun .
Alors la droite et le plan sont alors
« parallèles ». |
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.( Info plus ! !)
6°)POSITION RELATIVES DE
DEUX DROITES DE L’ESPACE.
Soit deux droites
« D » et « D’ » de l’espace E , on rencontrera 3 cas !
a) Si « D » et « D’ » ont un
point commun .
Elles sont
« concourantes » et elles déterminent un plan ; elles dites
« coplanaires » .
b) Si « D » et « D’ » ont
tous leurs points ,
en commun .
Les droites « D » et « D’ » sont « confondues » et elles déterminent un plan ; elles dites
« coplanaires » .
c) Si « D » et « D’ » n’
ont pas de point commun.
Soit « M » un point de
« D » et « P » le plan défini par « M » et
« D’ » .
c1) Si la droite « D » est incluse
dans le plan « P » , alors dans ce plan , « D » et « D’ » sont
parallèles. |
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c2) Si « D » n’est pas incluse dans
le plan « P » , alors les
deux droites « D » et « D’ » sont dites quelconques et « non coplanaire » . |
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7°) TETRAEDRE ( tétraèdre) : (info
plus ! ! !)
On appelle
« tétraèdre » un ensemble de quatre points non coplanaires.
Les points A,B,C,D sont
les « sommets » du tétraèdre ; ils déterminent six segments
[AB] , [AC] , [AD], [BC], [BD], [CD]
qui sont les arêtes du tétraèdre. Deux arêtes non concourantes telles que [AB] [CD] sont dites « opposées ». |
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Exemples :
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Si on considère le
parallélépipède ABCDEFGH ; Les droites ( AE ) et (
BC) sont orthogonales. La droite (EA) est
orthogonale au plan ( ABCD) La droite (FE) est
parallèle au plan ( ABCD) Les plans ( ADHE) et ( BCGF) sont parallèles . Les plans ( ADHE) et ( ABCD) sont perpendiculaires. |
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On considère le prisme AB
B’A’ DC C’ D’ Le plan AB B’A’ n’est pas parallèle au plan DC C’
D’ . |
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La droite (EC) est la
diagonale du plan EGCA . |
CONTROLE:
EVALUATION:
Discuter sur la position des
droites :
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