Distance entre deux points du plan Géométrie plane Exercices corrigés

Documents pareils
Si deux droites sont parallèles à une même troisième. alors les deux droites sont parallèles entre elles. alors

a et b étant deux nombres relatifs donnés, une fonction affine est une fonction qui a un nombre x associe le nombre ax + b

1S Modèles de rédaction Enoncés

TOUT CE QU IL FAUT SAVOIR POUR LE BREVET

Séquence 2. Repérage dans le plan Équations de droites. Sommaire

Représentation géométrique d un nombre complexe

Enoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en Énoncé.

Angles orientés et trigonométrie

Chapitre 2 : Vecteurs

Items étudiés dans le CHAPITRE N5. 7 et 9 p 129 D14 Déterminer par le calcul l'antécédent d'un nombre par une fonction linéaire

Soit la fonction affine qui, pour représentant le nombre de mois écoulés, renvoie la somme économisée.

Correction : E = Soit E = -1,6. F = 12 Soit F = y = 11. et G = -2z + 4y G = 2 6 = 3 G = G =

Deux disques dans un carré

1 radian. De même, la longueur d un arc de cercle de rayon R et dont l angle au centre a pour mesure α radians est α R. R AB =R.

Fonctions de plusieurs variables

Leçon N 4 : Statistiques à deux variables

Baccalauréat S Nombres complexes Index des exercices sur les complexes de septembre 1999 à juin 2012 Tapuscrit : DENIS VERGÈS

I - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES

AC AB. A B C x 1. x + 1. d où. Avec un calcul vu au lycée, on démontre que cette solution admet deux solutions dont une seule nous intéresse : x =

Correction du Baccalauréat S Amérique du Nord mai 2007

Mesure d angles et trigonométrie

Chapitre 1 : Évolution COURS

315 et 495 sont dans la table de 5. 5 est un diviseur commun. Leur PGCD n est pas 1. Il ne sont pas premiers entre eux

Exercices Corrigés Premières notions sur les espaces vectoriels

LE PRODUIT SCALAIRE ( En première S )

DÉRIVÉES. I Nombre dérivé - Tangente. Exercice 01 (voir réponses et correction) ( voir animation )

Géométrie dans l espace Produit scalaire et équations

Probabilités Loi binomiale Exercices corrigés

PROBLEME(12) Première partie : Peinture des murs et du plafond.

Comment tracer une droite représentative d'une fonction et méthode de calcul de l'équation d'une droite.

Seconde Généralités sur les fonctions Exercices. Notion de fonction.

Le contexte. Le questionnement du P.E.R. :

PARTIE NUMERIQUE (18 points)

Triangles isométriques Triangles semblables

5 ème Chapitre 4 Triangles

La fonction exponentielle

EXERCICES DE REVISIONS MATHEMATIQUES CM2

La médiatrice d un segment

Comment démontrer que deux droites sont perpendiculaires?

Corrigé du baccalauréat S Asie 21 juin 2010

III- Raisonnement par récurrence

COMPTE-RENDU «MATHS EN JEANS» LYCEE OZENNE Groupe 1 : Comment faire une carte juste de la Terre?

Chapitre 3. Quelques fonctions usuelles. 1 Fonctions logarithme et exponentielle. 1.1 La fonction logarithme

Planche n o 22. Fonctions de plusieurs variables. Corrigé

COURS EULER: PROGRAMME DE LA PREMIÈRE ANNÉE

DOCM Solutions officielles = n 2 10.

Bac Blanc Terminale ES - Février 2011 Épreuve de Mathématiques (durée 3 heures)

Notion de fonction. Résolution graphique. Fonction affine.

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 12 avril 2007

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2012 OBLIGATOIRE MATHÉMATIQUES. Série S. Durée de l épreuve : 4 heures Coefficient : 7 ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE

Mais comment on fait pour...

Durée de L épreuve : 2 heures. Barème : Exercice n 4 : 1 ) 1 point 2 ) 2 points 3 ) 1 point

Rappels et compléments, première partie : Nombres complexes et applications à la géométrie

Equations cartésiennes d une droite

Raisonnement par récurrence Suites numériques

Exprimer ce coefficient de proportionnalité sous forme de pourcentage : 3,5 %

De même, le périmètre P d un cercle de rayon 1 vaut P = 2π (par définition de π). Mais, on peut démontrer (difficilement!) que

Ch.G3 : Distances et tangentes

Exercices - Nombres complexes : corrigé. Formes algébriques et trigonométriques, module et argument

CONJUGUÉ D'UN POINT PAR RAPPORT À UN TRIANGLE

Exercice numéro 1 - L'escalier

Chapitre 14. La diagonale du carré

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable

Le théorème de Thalès et sa réciproque

I. Ensemble de définition d'une fonction

Activités numériques [13 Points]

Le seul ami de Batman

Les indices à surplus constant

Nombre dérivé et tangente

Séquence 10. Géométrie dans l espace. Sommaire

DURÉE DU JOUR EN FONCTION DE LA DATE ET DE LA LATITUDE

Cours Fonctions de deux variables

Fonctions homographiques

Commun à tous les candidats

Priorités de calcul :

Fonctions de deux variables. Mai 2011

Trois personnes mangent dans un restaurant. Le serveur

Paris et New-York sont-ils les sommets d'un carré?

6. Les différents types de démonstrations

Souad EL Bernoussi. Groupe d Analyse Numérique et Optimisation Rabat http ://

Chapitre 3. Les distributions à deux variables

Continuité et dérivabilité d une fonction

Relation d ordre. Manipulation des relations d ordre. Lycée Pierre de Fermat 2012/2013 Feuille d exercices

Correction du baccalauréat S Liban juin 2007

Calcul intégral élémentaire en plusieurs variables

SOCLE COMMUN - La Compétence 3 Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique

O, i, ) ln x. (ln x)2

Exercices - Fonctions de plusieurs variables : corrigé. Pour commencer

1 I ) Une première approche de l algorithme en seconde, saison 2010 _ Antoine ROMBALDI

Les droites (d 1 ) et (d 2 ) sont sécantes en A Le point A est le point d intersection des 2 droites

Chapitre 2 Le problème de l unicité des solutions

Première partie. Préliminaires : noyaux itérés. MPSI B 6 juin 2015

Petit lexique de calcul à l usage des élèves de sixième et de cinquième par M. PARCABE, professeur au collège Alain FOURNIER de BORDEAUX, mars 2007

Programmation linéaire

Calcul matriciel. Définition 1 Une matrice de format (m,n) est un tableau rectangulaire de mn éléments, rangés en m lignes et n colonnes.

Baccalauréat S Antilles-Guyane 11 septembre 2014 Corrigé

Limites finies en un point

FONCTIONS DE PLUSIEURS VARIABLES (Outils Mathématiques 4)

Quelques contrôle de Première S

Tâche complexe produite par l académie de Clermont-Ferrand. Mai 2012 LE TIR A L ARC. (d après une idée du collège des Portes du Midi de Maurs)

Transcription:

Distance entre deux points du plan Géométrie plane Exercices corrigés Sont abordés dans cette fiche : (cliquez sur l exercice pour un accès direct) Exercice 1 : lire les coordonnées d un point dans un repère du plan et placer des points dans un repère Exercice 2 : calculer la distance entre deux points dans un repère orthonormé Exercice 3 : montrer qu un triangle est équilatéral Exercice 4 : montrer qu un triangle est isocèle en un point Exercice 5 : montrer qu un triangle est rectangle en un point et calculer l aire d un triangle Exercice 6 : calculer le périmètre d un quadrilatère quelconque Exercice 7 : déterminer les coordonnées du milieu d un segment et calculer le rayon d un cercle Exercice 8 : montrer que trois points sont alignés Exercice 9 : démontrer le théorème établissant la distance entre deux points Exercice 10 : trouver la valeur d un paramètre pour obtenir une distance donnée Exercice 11 : écrire un algorithme permettant de calculer la distance entre deux points Exercice 12 : vérifier qu un point appartient à un cercle ou qu il se trouve à l intérieur ou à l extérieur Exercice 13 : préciser si un point appartient à la médiatrice d un segment Exercice 14 : étudier la distance d un point à une droite Exercice 15 : étudier un régionnement du plan Accès direct au site www.sos-devoirs-corriges.com 1

Exercice 1 (6 questions) Niveau : facile On considère le repère ( ) du plan. Dans cet exercice, on laissera les traits de construction apparents. 1) Comment qualifie-t-on précisément le repère ( )? 2) Donner les coordonnées des points,,, et. 3) Placer dans le repère les points ( ) et ( ). 4) Donner les coordonnées des points et, symétriques respectifs des points et par rapport à l axe des abscisses. 5) Donner les coordonnées des points et, symétriques respectifs des points et par rapport à l axe des ordonnées. 6) Quelles sont les coordonnées des points et, symétriques respectifs de et par la symétrie de centre? Correction de l exercice 1 1) Montrons que le repère ( ) est un repère particulier du plan. Comme ( ) ( ), on en déduit tout d abord que ( ) est un repère orthogonal. De plus, les unités d axes sont égales ; en effet,. ( ) est donc également un repère normé. De ces deux affirmations il découle que le repère ( ) est un repère orthonormé. Rappel : Repère orthonormé du plan Un repère orthonormé (ou orthonormal) ( ) du plan est un repère orthogonal et normé, c est-àdire tel que : ( ) ( ) unité de longueur commune Remarque : Dans un repère orthonormé ( ), on appelle unité d aire (abrégée ) l unité de mesure des aires telle que. 2

2) Donnons les coordonnées des points,,, et. Rappel : Coordonnées d un point dans un repère quelconque Soit un repère quelconque ( ) (ou ( )) du plan). Alors tout point du plan est repéré par un unique couple de réels ( ). Ce couple ( ) est appelé coordonnées du point. Par ailleurs, désigne l abscisse du point et désigne l ordonnée du point. Remarque : On lit l abscisse sur l axe des abscisses (très souvent horizontal) et on lit l ordonnée sur l axe des ordonnées (très souvent vertical). Comme ( ) est le repère du plan, est en définitive l origine du repère ; par conséquent, a pour coordonnées ( ). D autre part, est l unité de l axe des abscisses ; par conséquent, a pour coordonnées ( ). Enfin, est l unité de l axe des ordonnées ; par conséquent, a pour coordonnées ( ). Le point a pour abscisse et pour ordonnée. Donc a pour coordonnées ( ). Le point a pour abscisse et pour ordonnée. Donc a pour coordonnées ( ). Astuce pour ne pas confondre abscisse et ordonnée : La queue du a (première lettre de «abscisse») se prolonge horizontalement vers le bas donc l «abscisse» désigne l axe horizontal d un repère. La boucle du o (première lettre de «ordonnée») se prolonge verticalement vers le haut donc l «ordonnée» désigne l axe vertical d un repère. 3

3) Plaçons dans le repère les points ( ) et ( ). 4) Donnons les coordonnées des points et, symétriques respectifs des points et par rapport à l axe des abscisses. Rappel : Coordonnées du symétrique d un point par rapport à l axe des abscisses (symétrie axiale) Soit un repère quelconque ( ) (ou ( )) du plan). Alors tout point ( ) symétrique du point ( ) par rapport à l axe des abscisses a la même abscisse que celle et a une ordonnée opposée à celle de. Autrement dit, et. 4

est le symétrique du point par rapport à l axe des abscisses donc et. Finalement, a pour coordonnées ( ). est le symétrique du point par rapport à l axe des abscisses donc et. Finalement, a pour coordonnées ( ). 5) Donnons les coordonnées des points et, symétriques respectifs des points et par rapport à l axe des ordonnées. Rappel : Coordonnées du symétrique d un point par rapport à l axe des ordonnées (symétrie axiale) Soit un repère quelconque ( ) (ou ( )) du plan). Alors tout point ( ) symétrique du point ( ) par rapport à l axe des ordonnées a une abscisse opposée à celle et a la même ordonnée que celle de. Autrement dit, et. est le symétrique du point par rapport à l axe des ordonnées donc et. Finalement, a pour coordonnées ( ). est le symétrique du point par rapport à l axe des ordonnées donc et. Finalement, a pour coordonnées ( ). 6) Déterminons les coordonnées des points et, symétriques respectifs de et par la symétrie de centre. Rappel : Coordonnées du symétrique d un point par rapport à l origine du repère (symétrie centrale) Soit un repère quelconque ( ) (ou ( )) du plan). Alors tout point ( ) symétrique du point ( ) par rapport à l origine du repère a une abscisse opposée à celle et a une ordonnée opposée à celle de. Autrement dit, et. 5

est le symétrique du point par rapport à l origine du repère donc et. Finalement, a pour coordonnées ( ). est le symétrique du point par la symétrie de centre donc et. Finalement, a pour coordonnées ( ). 6

Exercice 2 (3 questions) Niveau : facile Le plan est rapporté à un repère orthonormé ( ). On donne les points ( ), ( ) et ( ). 1) Calculer. 2) Calculer la distance entre les points et. 3) Quelle est la mesure du segment [ ]? Correction de l exercice 2 Rappel : Distance entre deux points du plan dans un repère orthonormé Soit un repère orthonormé du plan et soient ( ) et ( ) deux points du plan. Alors la distance entre les points et, notée ou, est ( ) ( ) ( ) ( ). Remarque importante : Cette égalité n est valable que dans un repère orthonormé ; elle ne l est plus dans un repère quelconque du plan. Soient les points ( ), ( ) et ( ) dans un repère orthonormé ( ) du plan. 1) Calculons. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Remarque : Sauf indication contraire, toujours privilégier une valeur exacte (ici ) à une valeur approchée (ici ). Dès lors qu on donne une valeur approchée, en préciser l approximation (ici à près par défaut). 2) Calculons la distance entre les points et. Rappel : Identités remarquables ( ) ( ) ( )( ) 7

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 3) Calculons la mesure du segment [ ], c est-à-dire calculons. Utilisons pour ce faire une méthode quelque peu différente. En effet, calculons dans un premier temps puis déduisons-en. ( ) ( ) ( ( )) ( ) ( ) ( ) Comme, il vient que ( ) 8

Exercice 3 (1 question) Niveau : facile Le plan est rapporté à un repère orthonormé ( ). On donne les points ( ), ( ) et ( ). Démontrer que le triangle est équilatéral. Correction de l exercice 3 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( )) ( ( )) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Ainsi, donc le triangle est équilatéral. 9

Exercice 4 (1 question) Niveau : facile Dans le plan rapporté au repère orthonormé ( ), on considère les points ( ) et ( ). Montrer que le triangle est isocèle. Correction de l exercice 4 D après la figure, le triangle semble isocèle en. Montrons-le par le calcul. ( ) ( ) ( ) ( ( )) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Comme, on en déduit que le triangle est isocèle en. Vérifions désormais que le triangle n est pas équilatéral. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Or, donc le triangle équilatéral mais bien isocèle en. n est pas 10

Exercice 5 (3 questions) Niveau : moyen On rapporte le plan à un repère orthonormé ( ), dans lequel on place les points ( ), ( ) et ( ). 1) Construire le triangle. 2) Montrer que ce triangle est rectangle. 3) En déduire son aire. Correction de l exercice 5 1) Construisons le triangle. 2) Montrons que le triangle est rectangle. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( )) ( ) ( ) ( ) Or, est rectangle en. donc, d après la réciproque du théorème de Pythagore, le triangle 11

Rappel : Réciproque du théorème de Pythagore Dans un triangle, si le carré de la longueur du plus grand côté est égal à la somme des carrés des longueurs des deux autres côtés, alors le triangle est rectangle. Autrement dit, si l égalité suivante est respectée : ( ) ( ) ( ) Alors, d après la réciproque du théorème de Pythagore, le triangle est rectangle. Exemple : 1 er autre côté plus grand côté 2 e autre côté Si, alors d après la réciproque du théorème de Pythagore le triangle est rectangle en et [ ] désigne l hypoténuse du triangle. 3) Calculons l aire du triangle. Comme le triangle est rectangle en, il vient que : Or, d après la question précédente, d une part, donc et, d autre part,, donc. Par conséquent, il vient que : 12

Exercice 6 (1 question) Niveau : facile Dans le plan rapporté au repère orthonormé ( ), on place les points ( ), ( ), ( ) et ( ). Donner la valeur exacte du périmètre du quadrilatère. Correction de l exercice 6 Calculons le périmètre du quadrilatère. Alors. Calculons donc la longueur de chaque côté du quadrilatère. ( ) ( ) ( ( )) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( )) ( ) ( ) Par conséquent, on obtient que : 13

Exercice 7 (2 questions) Niveau : facile On considère le repère orthonormé ( ) du plan. ( ) et ( ) sont deux points du plan. 1) Déterminer les coordonnées du point, milieu de [ ]. 2) En déduire la mesure du rayon du cercle de centre et passant par le point. Correction de l exercice 7 1) Déterminons les coordonnées du point, milieu de [ ]. Rappel : Coordonnées du milieu d un segment dans un repère orthonormé du plan Soit un repère orthonormé du plan et soient ( ) et ( ) deux points du plan. Alors les coordonnées du milieu du segment [ ] sont ( ). Or, a pour coordonnées ( ) avec et. ( ) Le point a donc pour cordonnées ( ). 2) Calculons la mesure du rayon du cercle de centre et passant par le point. Autrement dit, calculons la distance. ( ) ( ) ( ) ( ( )) ( ) ( ) ( ) ( ) Remarque : Il aurait été plus judicieux d utiliser ici une autre méthode ne faisant pas intervenir les coordonnées du point car la moindre erreur à la question précédente aurait également induit une erreur à cette question. Utilisons cette autre méthode. D après l énoncé, le point est le milieu de [ ]. Ainsi, le cercle de centre et passant par le point est aussi le cercle de diamètre [ ]. Calculons. 14

( ) ( ) ( ( )) ( ( )) ( ) ( ) Or, le rayon d un cercle est égal à la moitié du diamètre de ce cercle donc le rayon recherché est égal à. Suite de la remarque : Néanmoins, la formulation de la deuxième question invitait fortement à employer la première méthode. 15

Exercice 8 (3 questions) Niveau : moyen On considère les points ( ), ( ) et ( ), placés dans un repère orthonormé ( ) du plan. 1) Placer les points, et. Quelle conjecture peut-on émettre? 2) Calculer les distances, et. 3) En déduire l alignement des points, et. Correction de l exercice 8 1) Plaçons les points, et dans un repère orthonormé ( ) du plan. On peut conjecturer que les points, et sont alignés dans cet ordre. 2) Calculons les distances, et. ( ) ( ) ( ( )) ( ( )) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( )) ( ( )) ( ) ( ) 16

( ) ( ) ( ) ( ( )) ( ) 3) Montrons que les points, et sont alignés. On vient de montrer que, et. Or,, c est-à-dire. Par conséquent, les points, et sont alignés dans cet ordre, ce que l on peut aussi noter [ ]. Remarque : La conjecture émise à la première question est donc vérifiée. 17

Exercice 9 (1 question) Niveau : difficile Soit ( ) un repère orthonormé du plan et soient ( ) et ( ) deux points distincts du plan. Montrer que la distance entre les points et, notée, est égale à ( ) ( ). Correction de l exercice 9 Représentons un repère orthonormé ( ) du plan et plaçons-y deux points quelconques et distincts, de coordonnées respectives ( ) et ( ). Notons alors le projeté orthogonal de sur l axe ( ) et le projeté orthogonal de sur l axe ( ). Notons par ailleurs le projeté orthogonal de sur l axe ( ) et le projeté orthogonal de sur l axe ( ). Appelons enfin le point d intersection des droites ( ) et ( ). Comme le repère ( ) est orthonormé, le triangle est rectangle en. Par conséquent, d après le théorème de Pythagore, il résulte que. Or, d une part, et, d autre part,. Ainsi, ( ) et ( ). Finalement, comme, il vient que ( ) ( ). Chacun des termes de cette somme étant positif, il découle finalement que ( ) ( ). Remarque : Trois autres cas de figure sont à envisager, mais qui conduisent à un raisonnement similaire et à un résultat identique. Les cas à considérer sont précisément lorsque : 1) et (cas étudié ci-dessus) 2) et 3) et 4) et 18

Exercice 10 (2 questions) Niveau : difficile Dans un repère orthonormé ( ) du plan, on donne les points ( ) et ( ). 1) Montrer que, pour tout réel, ( ). 2) Préciser la(les) valeur(s) du réel pour que la distance entre les points et soit égale à 4. Correction de l exercice 10 1) Montrons que, pour tout réel, ( ). Pour tout réel, ( ) 2) On sait que ( ) ( ) et que, par conséquent, ( ) ( ). Or, d après l énoncé, on souhaite que. Ainsi, en remplaçant d une part par 4 et d autre part les coordonnées des points par leurs valeurs respectives dans la dernière expression ci-dessus, il vient l égalité ( ) ( ). Résolvons cette équation d inconnue. Pour tout réel, ( ) ( ) ( ) ( ) Or, d après la première question, pour tout réel, ( ). Ainsi, pour tout réel, ( ). Finalement, pour tout réel, ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ). (* En effet, un produit de facteurs est nul si et seulement si l un des facteurs au moins est nul.) On vient de montrer que. En conclusion, pour que la distance entre les points et soit égale à 4, doit prendre la valeur ou la valeur. En d autres termes, il existe deux points et d abscisse 5 tels que la distance qui les sépare du point soit égale à 4. Ces points ont pour coordonnées respectives ( ) et ( ). 19

20

Exercice 11 (1 question) Niveau : moyen Ecrire un algorithme permettant de calculer la distance entre deux points dans un repère orthonormé du plan. Correction de l exercice 11 Ecrivons un algorithme permettant de calculer la distance entre deux points dans un repère orthonormé du plan, avec le logiciel AlgoBox. 1 VARIABLES 2 xa EST_DU_TYPE NOMBRE 3 ya EST_DU_TYPE NOMBRE 4 xb EST_DU_TYPE NOMBRE 5 yb EST_DU_TYPE NOMBRE 6 distance EST_DU_TYPE NOMBRE 7 DEBUT_ALGORITHME 8 AFFICHER "Saisir l'abscisse du point A : " 9 LIRE xa 10 AFFICHER xa 11 AFFICHER "Saisir l'ordonnée du point A : " 12 LIRE ya 13 AFFICHER ya 14 AFFICHER "Saisir l'abscisse du point B : " 15 LIRE xb 16 AFFICHER xb 17 AFFICHER "Saisir l'ordonnée du point B : " 18 LIRE yb 19 AFFICHER yb Algorithme écrit avec le logiciel AlgoBox Quelques explications : 20 distance PREND_LA_VALEUR sqrt(pow(xb-xa,2)+pow(yb-ya,2)) 21 AFFICHER "La distance AB est : " 22 AFFICHER distance 23 FIN_ALGORITHME Dans la mesure où il est nécessaire de connaitre les coordonnées de deux points pour calculer la distance entre ces points, il faut 4 variables ; il s agit des variables xa, ya, xb et yb. Bien qu elle ne soit pas indispensable, la variable appelée distance est également introduite pour une meilleure compréhension de l algorithme. sqrt(x) permet de calculer la racine carrée de x pow(x,n) permet de calculer x n le résultat retourné en sortie par l algorithme est un arrondi. Affichages obtenus après lancement du logiciel AlgoBox Premier exemple ***Algorithme lancé*** Saisir l'abscisse du point A : 0 Saisir l'ordonnée du point A : -2 Saisir l'abscisse du point B : -3 Saisir l'ordonnée du point B : 0 La distance AB est : 3.6055513 ***Algorithme terminé*** Deuxième exemple ***Algorithme lancé*** Saisir l'abscisse du point A : -1 Saisir l'ordonnée du point A : 2 Saisir l'abscisse du point B : 3 Saisir l'ordonnée du point B : -4 La distance AB est : 7.2111026 ***Algorithme terminé*** 21

Exercice 12 (3 questions) Niveau : moyen Soit ( ) un repère orthonormal du plan et soit le cercle de centre ( ) et passant par ( ). 1) Montrer que le point appartient au cercle. 2) Montrer que le point ( ) se trouve à l intérieur du cercle. 3) Montrer que le point ( ) se trouve à l extérieur du cercle. On complètera la figure au fur et à mesure de l exercice. Correction de l exercice 12 Tout d abord, commençons par analyser l énoncé. Le cercle a pour centre le point ( ) et passe par le point ( ). Par conséquent, [ ] est un rayon du cercle. 1) Montrons que le point ( ) appartient au cercle. Pour ce faire, montrons que [ ] est aussi un rayon du cercle, c est-à-dire que. Or ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Et ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Finalement, donc le point appartient au cercle. 2) Montrons que le point ( ) se trouve à l intérieur du cercle, c est-à-dire montrons que. D une part, ( ) ( ) ( ) ( ) ( ). D autre part, d après la question précédente, ( ). 22

Finalement,, c est-à-dire (toute distance étant un nombre positif). Le point se trouve bien à l intérieur du cercle. 3) Montrons enfin que le point ( ) se trouve à l extérieur du cercle, c est-à-dire montrons que nous avons l inégalité stricte. D une part, ( ) ( ) ( ( )) ( ) ( ) ( ). D autre part, nous avons montré que. Ainsi, et en particulier. Le point se trouve bien à l extérieur du cercle. Remarque : On pouvait calculer autrement. En effet, comme les points et ont la même abscisse, à savoir, la distance est égale à (puisque ), c est-à-dire à. 23

Exercice 13 (1 question) Niveau : facile Soit ( ) un repère orthonormal du plan. On considère les points, et de coordonnées respectives ( ), ( ) et ( ). Le point appartient-il à la médiatrice du segment [ ]? Correction de l exercice 13 Rappel : Médiatrice d un segment (définition et propriété) La médiatrice d un segment est la droite perpendiculaire à ce segment et passant par son milieu. Tout point se trouvant sur la médiatrice d un segment est équidistant des extrémités de ce segment, et réciproquement. Le point appartient à la médiatrice du segment [ ] si et seulement si. Comparons ces deux distances. ( ) ( ) ( ( )) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) donc le point n appartient pas à la médiatrice du segment [ ]. Remarque : Il était possible de proposer une écriture simplifiée de, à savoir, mais la comparaison des deux distances aurait été moins immédiate puisqu il aurait fallu comparer 5 et. 24

Exercice 14 (4 questions) Niveau : moyen Le plan est rapporté à un repère orthonormé ( ). On appelle ( ) la droite d équation. On donne ( ) un point quelconque du plan n appartenant pas à ( ) et ( ) un point de ( ). La distance du point à la droite ( ) est alors la distance minimale. 1) Exprimer en fonction de. 2) Vérifier que, pour tout réel, ( ). 3) En déduire les coordonnées du point pour lesquelles est minimale. 4) Conclure quant à la distance du point à la droite ( ). Correction de l exercice 14 1) Exprimons en fonction de. ( ) donc les coordonnées du point vérifient l équation de la droite ( ). Ainsi, a pour coordonnées ( ). Il vient alors que : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2) Vérifions que, pour tout réel, ( ). Pour tout réel, ( ). 3) Déterminons les coordonnées du point pour lesquelles la distance est minimale. D après la première question, ( ). De plus, d après la deuxième question, ( ). Ainsi, [( ) ]. Or, est minimale si et seulement si ( ), c est-à-dire si et seulement si. De plus, comme a pour coordonnées ( ), en remplaçant par 1, on trouve que a finalement pour coordonnées ( ). Distance du point à la droite ( ) 25

4) Calculons enfin la distance du point à la droite ( ). Cette distance est la distance. D après la question précédente, [( ) ] d où, en remplaçant par 1, [( ) ], c est-à-dire. En définitive,. La distance du point à la droite ( ) est égale à. 26

Exercice 15 (1 question) Niveau : moyen On place dans le plan rapporté à un repère orthonormé ( ) le point ( ). Représenter graphiquement l ensemble des points ( ) du plan tels que : leur abscisse soit positive leur ordonnée soit négative Correction de l exercice 15 Les points ( ) du plan tels que leur abscisse soit positive sont les points situés sur l axe des ordonnées et à droite de l axe des ordonnées. Ils sont représentés ci-contre en vert. Les points ( ) du plan tels que leur ordonnée soit négative sont les points situés sur l axe des abscisses et en-dessous de l axe des ordonnées. Ils sont représentés ci-contre en rouge. 27

Les points ( ) du plan tels que sont les points situés sur le cercle de centre et de rayon et à l intérieur de ce cercle. Ils sont représentés ci-contre en bleu. Remarque : On peut également dire que les points ( ) du plan tels que sont les points du disque de centre et de rayon. Par conséquent, l ensemble des points ( ) recherchés est l intersection de ces 3 ensembles vert, rouge et bleu. Il s agit du domaine noirci ci-contre. Ensemble des points ( ) recherchés. 28