Exercice 1 · Bac Mathématiques Polynésie 2024 (jour 1)

Thème : Géométrie dans l'espace : vecteurs, droites, plans, produit scalaire et repérage · Tiré du sujet Jour 1 (2024)

Énoncé

Exercice 1. (4 points)

Pour chacune des affirmations suivantes, indiquer si elle est vraie ou fausse.

Chaque réponse doit être justifiée. Une réponse non justifiée ne rapporte aucun point.

Dans cet exercice, les questions sont indépendantes les unes des autres.

Les quatre affirmations se placent dans la situation suivante:

Dans l'espace muni d'un repère orthonormé (O;i⃗,j⃗,k⃗)(O; \vec{i}, \vec{j}, \vec{k}), on considère les points:

A(2;1;−1),B(−1;2;1)etC(5;0;−3).A(2; 1; -1), \quad B(-1; 2; 1) \quad \text{et} \quad C(5; 0; -3).

On note P\mathcal{P} le plan d'équation cartésienne:

x+5y−2z+3=0.x + 5y - 2z + 3 = 0.

On note D\mathcal{D} la droite de représentation paramétrique:

{x=−t+3y=t+2z=2t+1,t∈R.\begin{cases} x = -t + 3 \\ y = t + 2 \\ z = 2t + 1 \end{cases}, \quad t \in \mathbb{R}.

1.

Affirmation 1: Le vecteur n⃗(102)\vec{n}\begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 2 \end{pmatrix} est normal au plan (OAC)(OAC).

Vraie

Fausse

2.

Affirmation 2: Les droites D\mathcal{D} et (AB)(AB) sont sécantes au point CC.

Vraie

Fausse

3.

Affirmation 3: La droite D\mathcal{D} est parallèle au plan P\mathcal{P}.

Vraie

Fausse

4.

Affirmation 4: Le plan médiateur du segment [BC][BC], noté Q\mathcal{Q}, a pour équation cartésienne:

3x−y−2z−7=0.3x - y - 2z - 7 = 0.

On rappelle que le plan médiateur d'un segment est le plan perpendiculaire à ce segment et passant par son milieu.

Vraie

Fausse

Énoncé: Exercice 1 · Bac Mathématiques Polynésie 2024 (jour 1)

Corrigé

Corrigé établi d’après les éléments de correction officiels

Affirmation 1 : Le vecteur n⃗(102)\vec{n}\begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 2 \end{pmatrix} est normal au plan (OAC)(OAC).

Réponse : Fausse

Justification de l'affirmation 1

Réponse : Le vecteur n⃗\vec{n} n'est pas orthogonal au vecteur OC⃗\vec{OC} (produit scalaire égal à −1-1).

Affirmation 2 : Les droites D\mathcal{D} et (AB)(AB) sont sécantes au point CC.

Réponse : Vraie

Justification de l'affirmation 2

Réponse : C∈DC \in \mathcal{D} (pour t=−2t = -2) et C∈(AB)C \in (AB) (avec AC⃗=−AB⃗\vec{AC} = -\vec{AB}).

Affirmation 3 : La droite D\mathcal{D} est parallèle au plan P\mathcal{P}.

Réponse : Vraie

Justification de l'affirmation 3

Réponse : d⃗⋅n⃗=(−1)(1)+1(5)+2(−2)=0\vec{d} \cdot \vec{n} = (-1)(1) + 1(5) + 2(-2) = 0, donc le vecteur directeur est orthogonal au vecteur normal du plan.

Affirmation 4 : Le plan médiateur du segment [BC][BC], noté Q\mathcal{Q}, a pour équation cartésienne : 3x−y−2z−7=03x - y - 2z - 7 = 0.

Réponse : Vraie

Justification de l'affirmation 4

Réponse : Le milieu M(2,1,−1)M(2, 1, -1) de [BC][BC] appartient au plan et BC⃗(6,−2,−4)=2(3,−1,−2)\vec{BC}(6, -2, -4) = 2(3, -1, -2) est normal au plan.

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