QCM : Géométrie des cercles et droites — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle forme d’équation représente une droite dans le plan ?

ax + by + c = 0
(x - h)² + (y - k)² = r²
x² + y² + ax + by + c = 0
MA · MB = 0

ax + by + c = 0

Explication

Une équation cartésienne de droite s’écrit sous la forme ax + by + c = 0. Les autres formes correspondent à un cercle ou à une condition géométrique différente.

2. Si une droite passe par A(xA, yA) et admet pour vecteur normal (a, b), comment s’exprime la constante c dans ax + by + c = 0 ?

c = -axA - byA
c = axA + byA
c = xA - yA
c = a + b + xA + yA

c = -axA - byA

Explication

En remplaçant le point A dans l’équation de la droite, on obtient axA + byA + c = 0, donc c = -axA - byA. C’est le lien direct entre un point de la droite et son vecteur normal.

3. Quelle écriture algébrique générale peut représenter un cercle dans le plan ?

ax + by + c = 0
x² + y² + ax + by + c = 0
MA · MB = 0
(x - a)(y - b) = r

x² + y² + ax + by + c = 0

Explication

La forme x² + y² + ax + by + c = 0 est l’écriture générale d’un cercle, ou parfois d’un cas dégénéré. Les autres propositions décrivent une droite ou une condition orthogonale.

4. Que peut représenter une équation du type x² + y² + ax + by + c = 0 après mise sous forme canonique ?

Uniquement deux points
Un cercle, un ensemble vide ou un seul point
Toujours un cercle de rayon strictement positif
Uniquement une droite

Un cercle, un ensemble vide ou un seul point

Explication

Après complétion des carrés, cette équation peut donner un cercle, un ensemble vide si le rayon carré est négatif, ou un seul point si le rayon carré vaut 0. Elle ne représente pas forcément un cercle “ordinaire”.

5. Pour déterminer les points d’intersection d’une droite et d’un cercle, quelle méthode faut-il utiliser ?

Résoudre simultanément les deux équations
Remplacer le rayon par zéro
Additionner les deux équations sans les transformer
Comparer seulement les coefficients

Résoudre simultanément les deux équations

Explication

L’intersection se trouve en résolvant le système formé par l’équation de la droite et celle du cercle. Il ne suffit pas de comparer les équations isolément.

6. Dans l’exemple où le cercle est (x - 2)² + (y - 1)² = (5/2)², quelle forme développée correspond au cercle ?

x² + y² - 4x - 2y + 5/4 = 0
x² + y² + 4x + 2y - 25/4 = 0
x² + y² - 4x - 2y + 25/4 = 0
x² + y² - 2x - y + 25/4 = 0

x² + y² - 4x - 2y + 5/4 = 0

Explication

En développant (x - 2)² + (y - 1)² = 25/4, on obtient bien x² + y² - 4x - 2y + 5/4 = 0. Cette équation est ensuite résolue avec celle de la droite.

7. Qu’est-ce qu’un vecteur normal à une droite ?

Un vecteur orthogonal à un vecteur directeur de la droite
Un vecteur reliant deux points du cercle
Un vecteur de même longueur que le rayon
Un vecteur parallèle à la droite

Un vecteur orthogonal à un vecteur directeur de la droite

Explication

Un vecteur normal est orthogonal à un vecteur directeur de la droite. Il sert précisément à écrire l’équation cartésienne de cette droite.

8. Que permet d’écrire un vecteur normal (a, b) à une droite ?

Une condition de la forme MA · MB = r²
Une relation de la forme x² + y² = 0
Une équation de la forme (x - h)² + (y - k)² = r²
Une équation de la forme ax + by + c = 0

Une équation de la forme ax + by + c = 0

Explication

Si une droite a pour vecteur normal (a, b), alors son équation cartésienne peut s’écrire ax + by + c = 0. Les autres propositions concernent un cercle ou une relation non adaptée.

9. Quelle est la forme canonique d’un cercle de centre (a, b) et de rayon r ?

MA · MB = 0
ax + by + c = 0
(x - a)² + (y - b)² = r²
x² + y² + ax + by + c = 0

(x - a)² + (y - b)² = r²

Explication

La forme canonique d’un cercle fait apparaître directement son centre et son rayon : (x - a)² + (y - b)² = r². C’est la forme la plus utile pour lire ces deux informations.

10. Que représente l’équation (x - 1)² + (y - 2)² = 1 ?

Une droite passant par (1, 2)
Un ensemble vide
Un cercle de centre (2, 1) et de rayon 2
Un cercle de centre (1, 2) et de rayon 1

Un cercle de centre (1, 2) et de rayon 1

Explication

Dans cette écriture, le centre est (1, 2) et le rayon vaut 1. C’est exactement la forme canonique d’un cercle.

11. Quelle condition caractérise un point M appartenant au cercle de diamètre [AB] ?

AB · MB = 0
MA · MB = 0
MA + MB = 0
MA = MB

MA · MB = 0

Explication

Pour le cercle de diamètre [AB], les vecteurs MA et MB sont orthogonaux, donc leur produit scalaire est nul. C’est la condition fondamentale du diamètre.

12. Avec A(3, 1) et B(2, 6), quelle équation développée du cercle de diamètre [AB] est correcte ?

x² + y² - 5x + 7y + 12 = 0
x² + y² - 3x - 6y + 12 = 0
x² + y² - 5x - 7y + 12 = 0
x² + y² + 5x + 7y - 12 = 0

x² + y² - 5x - 7y + 12 = 0

Explication

En développant (x - 3)(x - 2) + (y - 1)(y - 6) = 0, on obtient x² + y² - 5x - 7y + 12 = 0. Cette forme provient directement de la condition MA · MB = 0.

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Mémorisez les réponses avec 12 flashcards sur Géométrie des cercles et droites.

Équation cartésienne — définition ?

Représentation d'une droite par ax+by+c=0.

Vecteur normal — rôle ?

Orthogonal à la droite.

Forme générale d’un cercle — formule ?

x²+y²+ax+by+c=0.

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