Module
Plans de l’espace
- Domaine
- Géométrie de l’espace
Plans
Définition Représentation paramétrique d’un plan
Soit \((P)\) le plan passant par le point \(A(x_0,y_0,z_0)\) et dirigé par les vecteurs non colinéaires \(\vec u_1\begin{pmatrix}\alpha_1\\\beta_1\\\gamma_1\end{pmatrix}\) et \(\vec u_2\begin{pmatrix}\alpha_2\\\beta_2\\\gamma_2\end{pmatrix}\).
Le plan \((P)\) est l’ensemble des points \(M\) tels que :
On en déduit les coordonnées du point \(M\) par rapport au repère \((O,\vec i,\vec j,\vec k)\) :
Ces formules constituent une représentation paramétrique du plan \((P)\).
Exercice Reconnaissance d’une représentation paramétrique de plan réservé aux comptes
Exercice Plan défini par trois points réservé aux comptes
Définition Vecteur normal d’un plan
Soit \((P)\) un plan dirigé par deux vecteurs non colinéaires \(\vec u_1\) et \(\vec u_2\).
On appelle vecteur normal à \((P)\) tout vecteur non nul orthogonal à \(\vec u_1\) et \(\vec u_2\).
Figure Plan dirigé et vecteur normal
Figure associée à la définition du vecteur normal d’un plan.
Exercice Vecteurs normaux de plans donnés réservé aux comptes
Propriété Caractérisation d’un plan par un vecteur normal
Soient \((P)\) un plan passant par un point \(A\) et \(\vec n\) un vecteur normal à \((P)\). Le plan \((P)\) est l’ensemble des points \(M\) tels que :
Caractérisation Équation cartésienne d’un plan
L’espace est muni d’un repère orthonormal \(\mathcal R\).
Tout plan \((P)\) admet, dans \(\mathcal R\), une équation de la forme \(ax+by+cz+d=0\) avec \((a,b,c)\ne(0,0,0)\). Le vecteur \(\begin{pmatrix}a\\b\\c\end{pmatrix}\) est alors un vecteur normal à \((P)\).
Réciproquement, toute équation de la forme \(ax+by+cz+d=0\) avec \((a,b,c)\ne(0,0,0)\) est une équation cartésienne d’un plan, et le vecteur \(\begin{pmatrix}a\\b\\c\end{pmatrix}\) est un vecteur normal à \((P)\).
Exercice Équation cartésienne d’un plan défini par trois points réservé aux comptes
Exercice Représentation paramétrique d’un plan défini par son équation réservé aux comptes
Exercice Position relative de deux plans à partir de leurs équations réservé aux comptes
Remarque Plan défini par trois points
Une représentation paramétrique du plan \((P)\) défini par trois points \(A\), \(B\), \(C\) non alignés est donnée par :