QCM : Géométrie dans l'espace — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle donnée suffit, avec un point, pour déterminer une représentation paramétrique d’une droite de l’espace ?

Une équation du second degré
Un vecteur normal
Un vecteur directeur
Une distance à l’origine

Un vecteur directeur

Explication

Une droite de l’espace est déterminée par un point et un vecteur directeur, qui fixe sa direction. Un vecteur normal sert plutôt pour les plans.

2. Dans une écriture paramétrique d’une droite passant par A(xA ; yA ; zA) et de vecteur directeur (a ; b ; c), que représentent les coordonnées x, y et z ?

Les coefficients d’une équation cartésienne du plan
Les distances du point à trois axes
Les coordonnées d’un point de la droite exprimées en fonction d’un paramètre réel
Les composantes d’un vecteur normal

Les coordonnées d’un point de la droite exprimées en fonction d’un paramètre réel

Explication

Les coordonnées d’un point de la droite s’écrivent en fonction d’un paramètre réel t. La forme est x=xA+at, y=yA+bt, z=zA+ct.

3. Quand peut-on conclure que deux droites de l’espace sont parallèles ?

Lorsque leurs vecteurs directeurs sont colinéaires
Lorsque leurs points de départ ont la même ordonnée
Lorsque leurs équations contiennent le même paramètre
Lorsque leurs vecteurs directeurs sont de norme égale

Lorsque leurs vecteurs directeurs sont colinéaires

Explication

Deux droites sont parallèles si leurs vecteurs directeurs sont colinéaires. L’égalité des normes ou des paramètres ne suffit pas.

4. Quel calcul permet de tester si deux droites sont orthogonales ?

Le produit scalaire de leurs vecteurs directeurs
La somme de leurs coordonnées
Le déterminant de leurs équations
La distance entre leurs points de départ

Le produit scalaire de leurs vecteurs directeurs

Explication

Deux droites sont orthogonales lorsque le produit scalaire de leurs vecteurs directeurs est nul. Les autres calculs ne donnent pas directement cette information.

5. Que représente le triplet (a, b, c) dans l’équation cartésienne ax+by+cz=0 d’un plan ?

Un point appartenant au plan
Un vecteur directeur du plan
Un vecteur normal au plan
Une translation du plan

Un vecteur normal au plan

Explication

Les coefficients a, b et c forment un vecteur normal au plan. Ce vecteur est orthogonal à toutes les directions contenues dans le plan.

6. Quelle forme décrit l’équation cartésienne d’un plan dans ce cadre ?

x²+y²+z²=1
x=at+b, y=ct+d, z=et+f
ax²+by²+cz²=0
ax+by+cz=0

ax+by+cz=0

Explication

Dans cette représentation, un plan s’écrit sous la forme ax+by+cz=0. Cette écriture permet d’identifier directement son vecteur normal.

7. Quand deux plans sont-ils parallèles ?

Lorsque leurs équations ont la même constante
Lorsque leurs vecteurs normaux sont colinéaires
Lorsque leurs droites d’intersection sont perpendiculaires
Lorsque leurs vecteurs normaux sont de norme égale

Lorsque leurs vecteurs normaux sont colinéaires

Explication

Deux plans sont parallèles si leurs vecteurs normaux sont colinéaires. Cela signifie qu’ils ont la même orientation.

8. Quel résultat obtient-on en général lorsque deux plans sécants sont mis sous forme de système ?

Un point unique
Une droite d’intersection
Aucune solution
Deux droites parallèles

Une droite d’intersection

Explication

Deux plans sécants ont une infinité de points communs alignés, ce qui forme une droite d’intersection. On l’obtient en résolvant le système des deux équations.

9. Quel critère permet de savoir qu’une droite coupe un plan en un point unique ?

Le plan contient déjà un point de la droite
Le point de la droite a une abscisse positive
Son vecteur directeur est colinéaire au vecteur normal du plan
Son vecteur directeur n’est pas orthogonal au vecteur normal du plan

Son vecteur directeur n’est pas orthogonal au vecteur normal du plan

Explication

Si le produit scalaire entre le vecteur directeur de la droite et le vecteur normal du plan est non nul, la droite coupe le plan en un point unique. Si ce produit était nul, la droite serait parallèle au plan.

10. Comment trouve-t-on le point d’intersection entre une droite et un plan ?

En additionnant les coordonnées du point de la droite
En calculant uniquement la distance entre la droite et le plan
En substituant l’expression paramétrique de la droite dans l’équation du plan
En comparant les normes du vecteur directeur et du vecteur normal

En substituant l’expression paramétrique de la droite dans l’équation du plan

Explication

On remplace les coordonnées paramétriques de la droite dans l’équation du plan, puis on résout le paramètre. Cela donne le point d’intersection unique lorsqu’il existe.

11. Quelle condition sur le vecteur directeur d’une droite permet d’affirmer qu’elle coupe un plan en un point unique ?

Il est colinéaire au vecteur normal du plan
Son produit scalaire avec le vecteur normal du plan est nul
Il est orthogonal à une direction du plan
Son produit scalaire avec le vecteur normal du plan est non nul

Son produit scalaire avec le vecteur normal du plan est non nul

Explication

Si le vecteur directeur de la droite n’est pas orthogonal au vecteur normal du plan, la droite n’est pas parallèle au plan et le coupe en un point unique. Un produit scalaire nul indiquerait au contraire une direction parallèle au plan.

12. Comment détermine-t-on les coordonnées du point d’intersection entre une droite et un plan ?

On calcule la distance minimale entre un point de la droite et le plan
On remplace la paramétrisation de la droite dans l’équation du plan pour trouver le paramètre
On égalise les vecteurs normaux de la droite et du plan
On résout uniquement les deux premières coordonnées sans vérifier la troisième

On remplace la paramétrisation de la droite dans l’équation du plan pour trouver le paramètre

Explication

On écrit la droite sous forme paramétrique, puis on impose que ses coordonnées vérifient l’équation du plan afin d’obtenir la valeur du paramètre. La substitution donne ensuite directement le point d’intersection.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 12 flashcards sur Géométrie dans l'espace.

Représentation paramétrique — définition ?

Coordonnées en fonction d’un paramètre t.

Droite — point et vecteur ?

Point de passage + vecteur directeur.

Vecteur directeur — rôle ?

Indique la direction de la droite.

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