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🔢 Mathématiques (spécialité)1ereFiche de révision

Géométrie repérée

📝

Fiche de révision

📝 Fiche de révision — Géométrie repérée

Tout le chapitre se place dans un repère orthonormé.


📖 Définitions clés

TermeDéfinition
Équation cartésienne d'une droiteax+by+c=0ax + by + c = 0 avec (a;b)(0;0)(a\,;\,b) \neq (0\,;\,0)
Vecteur directeuru(b;a)\vec{u}(-b\,;\,a) pour la droite ax+by+c=0ax + by + c = 0 ; (1;m)(1\,;\,m) pour y=mx+py = mx + p
Vecteur normalVecteur non nul orthogonal à un vecteur directeur : n(a;b)\vec{n}(a\,;\,b) pour ax+by+c=0ax + by + c = 0
Projeté orthogonal de MM sur ddPoint HH de dd tel que (MH)d(MH) \perp d ; MHMH est la distance de MM à dd
Cercle de centre Ω\Omega et de rayon rrEnsemble des points MM tels que ΩM=r\Omega M = r

📐 Formules essentielles

FormuleUsage
n(a;b)\vec{n}(a\,;\,b) normal à ax+by+c=0ax + by + c = 0Lire un vecteur normal sur l'équation
a(xxA)+b(yyA)=0a(x - x_A) + b(y - y_A) = 0Droite passant par AA de vecteur normal n(a;b)\vec{n}(a\,;\,b) (traduit AMn=0\overrightarrow{AM} \cdot \vec{n} = 0)
nn=0\vec{n} \cdot \vec{n}' = 0Droites perpendiculaires
n\vec{n} et n\vec{n}' colinéairesDroites parallèles
(xa)2+(yb)2=r2(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2Cercle de centre (a;b)(a\,;\,b) et de rayon rr
(xxA)(xxB)+(yyA)(yyB)=0(x - x_A)(x - x_B) + (y - y_A)(y - y_B) = 0Cercle de diamètre [AB][AB] (vient de MAMB=0\overrightarrow{MA} \cdot \overrightarrow{MB} = 0)
x2+2αx=(x+α)2α2x^2 + 2\alpha x = (x + \alpha)^2 - \alpha^2Complétion du carré pour reconnaître un cercle

✅ Méthodes

Équation d'une droite par un point AA et un vecteur normal n(a;b)\vec{n}(a\,;\,b) : écrire a(xxA)+b(yyA)=0a(x - x_A) + b(y - y_A) = 0 et développer. Vérifier que AA satisfait l'équation.

Perpendiculaire à dd passant par BB : son vecteur normal est un vecteur directeur de dd.

Projeté orthogonal HH de MM sur dd :

  1. Lire un vecteur normal n\vec{n} de dd.
  2. Écrire les points de la perpendiculaire : (xM+ta;yM+tb)(x_M + ta\,;\,y_M + tb).
  3. Remplacer dans l'équation de dd, résoudre en tt.
  4. Calculer HH ; vérifier que HdH \in d. Distance MH=t×nMH = |t| \times \|\vec{n}\|. Symétrique : M+2tnM + 2t\,\vec{n}.

Équation d'un cercle connaissant centre et rayon : (xa)2+(yb)2=r2(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2 (ne pas oublier le carré du rayon, ni le changement de signe dans les parenthèses).

Reconnaître un cercle dans x2+y2+αx+βy+γ=0x^2 + y^2 + \alpha x + \beta y + \gamma = 0 :

  1. Regrouper les termes en xx et en yy.
  2. Compléter les deux carrés.
  3. Forme (xa)2+(yb)2=k(x - a)^2 + (y - b)^2 = k : cercle si k>0k > 0 (rayon k\sqrt{k}), un point si k=0k = 0, rien si k<0k < 0.

Intersection cercle / droite x=kx = k (ou y=ky = k) : remplacer, résoudre l'équation du second degré : 00, 11 (tangente) ou 22 points.

Démontrer avec un repère : choisir origine et axes sur la figure (sommet, côtés d'un carré ou d'un rectangle), calculer les coordonnées, conclure avec un produit scalaire ou des longueurs.


⚠️ Pièges à éviter

PiègeCorrection
Confondre vecteur normal et vecteur directeurNormal : (a;b)(a\,;\,b), directeur : (b;a)(-b\,;\,a)
Écrire (x+2)2(x + 2)^2 pour un centre d'abscisse 22Centre (2;3)(2\,;\,-3)(x2)2+(y+3)2(x - 2)^2 + (y + 3)^2
Oublier le carré du rayonRayon 44=16= 16
Conclure « cercle » sans vérifier le signe du second membre(x+1)2+y2=4(x + 1)^2 + y^2 = -4 : aucun point
Utiliser xx+yyxx' + yy' dans un repère non orthonorméVérifier que le repère est orthonormé (carré, rectangle : oui)
Ne pas vérifier le projetéHH doit satisfaire l'équation de dd et MH\overrightarrow{MH} doit être colinéaire à n\vec{n}

📌 À retenir

  1. Vecteur normal (a;b)(a\,;\,b), vecteur directeur (b;a)(-b\,;\,a).
  2. Droite par AA et normale à n\vec{n} : a(xxA)+b(yyA)=0a(x - x_A) + b(y - y_A) = 0.
  3. Projeté orthogonal : M+tnM + t\,\vec{n} sur la droite.
  4. Cercle : (xa)2+(yb)2=r2(x - a)^2 + (y - b)^2 = r^2 ; compléter les carrés pour reconnaître.
  5. Cercle de diamètre [AB][AB] : produit scalaire MAMB=0\overrightarrow{MA} \cdot \overrightarrow{MB} = 0 en coordonnées.

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