Module

Droites du plan

Droites

Définition Représentation paramétrique d’une droite

Le plan est muni d’un repère \(\left(O,\vec i,\vec j\right)\). Soit \((D)\) la droite passant par le point \(A(x_0,y_0)\) et de vecteur directeur \(\vec v\begin{pmatrix}\alpha\\\beta\end{pmatrix}\).

\[M\in(D)\Longleftrightarrow\overrightarrow{AM}=\lambda\vec v\Longleftrightarrow\begin{cases}x=x_0+\lambda\alpha\\y=y_0+\lambda\beta\end{cases},\quad\lambda\in\mathbb R\]

On en déduit les coordonnées du point \(M\) par rapport au repère \(\left(O,\vec i,\vec j\right)\), qui sont :

Ces formules constituent une représentation paramétrique de la droite \((D)\).

Exercice Droite passant par deux points réservé aux comptes

Exercice Lecture d’une représentation paramétrique réservé aux comptes

Propriété Équation cartésienne d’une droite

Toute droite \((D)\) a au moins une équation cartésienne du type \(ax+by+c=0\) avec \((a,b)\ne(0,0)\). Réciproquement, toute équation \(ax+by+c=0\) avec \((a,b)\ne(0,0)\) représente une droite dont un vecteur directeur est \(\begin{pmatrix}-b\\a\end{pmatrix}\).

Remarques Remarques

Remarque Appartenance à une droite

Soit \((D)\) la droite passant par deux points \(A(x_1,y_1)\) et \(B(x_2,y_2)\). Un point \(M\) appartient à la droite \((D)\) si et seulement si \([\overrightarrow{AM},\overrightarrow{AB}]=0\).

Remarque Écriture réduite de l’équation

Si \(b\) est non nul, l’équation ci-dessus peut aussi s’écrire \(y=mx+p\), mais ce type d’équation ne permet de représenter que des droites non parallèles à \((Oy)\).

Exercice Représentation paramétrique depuis une équation réservé aux comptes

Exercice Équation cartésienne de la droite \((AB)\) réservé aux comptes

Exercice Équation cartésienne d’une représentation paramétrique réservé aux comptes

Exercice Position relative de deux droites : premier cas réservé aux comptes

Exercice Position relative de deux droites : second cas réservé aux comptes

Propriété Vecteur normal d’une droite

Soient \((D)\) une droite passant par un point \(A\) et \(\vec n\) un vecteur normal à \((D)\) (c’est-à-dire \(\vec n\) est non nul et il est orthogonal à un vecteur directeur de \((D)\)). La droite \((D)\) est l’ensemble des points \(M\) tels que \(\overrightarrow{AM}\cdot\vec n=0\).

Figure Droite et vecteur normal

Figure associée à la propriété du vecteur normal.

Propriété Équation cartésienne à partir d’un vecteur normal

Si \(\vec n\begin{pmatrix}a\\b\end{pmatrix}\) est orthogonal à la droite \((D)\), alors \((D)\) a une équation de la forme \(ax+by+c=0\).

Propriété Réciproque

Réciproquement, si la droite \((D)\) a une équation de la forme \(ax+by+c=0\), avec \((a,b)\ne(0,0)\), alors le vecteur \(\vec n\begin{pmatrix}a\\b\end{pmatrix}\) est normal à \((D)\).

Exercice Équation d’une droite à partir d’un vecteur normal réservé aux comptes

Exercice Équation d’une perpendiculaire à une droite réservé aux comptes

Exercice Distance d’un point à une droite réservé aux comptes