Flashcards : Géométrie vectorielle dans l’espace (60 cartes)

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1Question

Quelles caractéristiques définissent un vecteur de l’espace ?

Réponse

Sa direction, son sens et sa norme.

2Question

Quelle propriété vérifie la relation de Chasles dans l’espace ?

Réponse

Les opérations vectorielles suivent les mêmes règles que dans le plan.

3Question

Quand deux vecteurs de l’espace sont-ils colinéaires ?

Réponse

Lorsque l’un est un multiple réel de l’autre.

4Question

Quelle condition caractérise l’alignement de A,B,CA,B,C avec des vecteurs ?

Réponse

AB→\overrightarrow{AB} et AC→\overrightarrow{AC} sont colinéaires.

5Question

Quelle condition vectorielle caractérise le parallélisme de (AB)(AB) et (CD)(CD) ?

Réponse

AB→\overrightarrow{AB} et CD→\overrightarrow{CD} sont colinéaires.

6Question

Quand trois vecteurs sont-ils coplanaires ?

Réponse

Lorsque leurs représentants peuvent être placés dans un même plan.

7Question

Quelle condition caractérise la coplanarité de w⃗\vec w avec deux vecteurs non colinéaires u⃗\vec u et v⃗\vec v ?

Réponse

Il existe un unique couple de réels (a;b)(a;b) tel que w⃗=au⃗+bv⃗\vec w=a\vec u+b\vec v.

8Question

Pour des points non alignés A,B,CA,B,C, quelle relation caractérise la coplanarité de A,B,C,DA,B,C,D ?

Réponse

AD→=xAB→+yAC→\overrightarrow{AD}=x\overrightarrow{AB}+y\overrightarrow{AC} pour certains réels x,yx,y.

9Question

Qu’est-ce qu’une base de l’espace ?

Réponse

Un triplet de vecteurs non coplanaires.

10Question

Quelle forme prend l’écriture d’un vecteur dans une base de l’espace ?

Réponse

u⃗=xi⃗+yj⃗+zk⃗\vec u=x\vec i+y\vec j+z\vec k, de façon unique.

11Question

Comment définit-on les coordonnées $(x;y;z)$ de $M$ dans le repère $(O;\vec i,\vec j,\vec k)$ ?

Réponse

Par OM→=xi⃗+yj⃗+zk⃗\overrightarrow{OM}=x\vec i+y\vec j+z\vec k.

12Question

Comment calculer les coordonnées de $\overrightarrow{AB}$ à partir de celles de $A$ et $B$ ?

Réponse

(xB−xA;yB−yA;zB−zA)(x_B-x_A;y_B-y_A;z_B-z_A).

13Question

Comment calculer les coordonnées du milieu $I$ de $[AB]$ ?

Réponse

(xA+xB2;yA+yB2;zA+zB2)\left(\frac{x_A+x_B}{2};\frac{y_A+y_B}{2};\frac{z_A+z_B}{2}\right).

14Question

À quelle condition deux vecteurs de coordonnées $(x;y;z)$ et $(x';y';z')$ sont-ils colinéaires ?

Réponse

Il existe un réel $k$ tel que $x'=kx$, $y'=ky$ et $z'=kz$.

15Question

Comment tester la coplanarité de trois vecteurs non colinéaires deux à deux ?

Réponse

Chercher des réels tels que le troisième vecteur soit une combinaison linéaire des deux autres, puis résoudre le système coordonné.

16Question

Que prouve une solution au système coordonné pour trois vecteurs ?

Réponse

La coplanarité des trois vecteurs.

17Question

Que prouve l’absence de solution au système coordonné pour trois vecteurs ?

Réponse

La non-coplanarité des trois vecteurs.

18Question

Que peut-on conclure si une droite est parallèle à une droite contenue dans un plan ?

Réponse

Elle est parallèle à ce plan.

19Question

Que peut-on conclure si un plan contient deux droites sécantes respectivement parallèles à deux droites sécantes d’un autre plan ?

Réponse

Les deux plans sont parallèles.

20Question

Quelle relation existe entre la droite d’intersection de deux plans sécants et deux droites parallèles qu’ils contiennent ?

Réponse

Elle est parallèle aux deux droites contenues dans les plans.

21Question

Que deviennent les intersections d’un plan sécant avec deux plans parallèles ?

Réponse

Elles sont parallèles entre elles.

22Question

Que peut-on conclure sur un plan sécant à l’un de deux plans parallèles ?

Réponse

Il est sécant à l’autre plan.

23Question

Comment caractériser les points d’une droite passant par A et de vecteur directeur non nul u ?

Réponse

Ils vérifient AM→=tu⃗\overrightarrow{AM}=t\vec u pour un réel tt.

24Question

À quelle condition deux droites de l’espace sont-elles parallèles ?

Réponse

Leurs vecteurs directeurs sont colinéaires.

25Question

Quelle représentation paramétrique décrit une droite passant par A(x_A;y_A;z_A), de vecteur directeur (a,b,c) ?

Réponse

{x=xA+ta\y=yA+tb\z=zA+tc,t∈R\begin{cases}x=x_A+ta\y=y_A+tb\z=z_A+tc\end{cases},\quad t\in\mathbb R

26Question

Comment caractériser les points d’un plan passant par A et dirigé par u⃗,v⃗\vec u,\vec v ?

Réponse

Ils vérifient AM→=au⃗+bv⃗\overrightarrow{AM}=a\vec u+b\vec v, avec a,b∈Ra,b\in\mathbb R.

27Question

Quelle condition rend une droite de direction w⃗\vec w parallèle à un plan dirigé par u⃗,v⃗\vec u,\vec v ?

Réponse

w⃗\vec w doit être une combinaison linéaire de u⃗\vec u et v⃗\vec v.

28Question

Quand deux plans sont-ils parallèles selon leurs vecteurs directeurs ?

Réponse

Chaque vecteur directeur de l’un est coplanaire avec les deux vecteurs directeurs de l’autre.

29Question

Quelle condition caractérise l’égalité de deux vecteurs ?

Réponse

Ils ont même direction, même sens et même norme.

30Question

Dans le cube ABCDEFGHABCDEFGH, comment exprimer AG→\overrightarrow{AG} ?

Réponse

AB→+AD→+AE→\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AD}+\overrightarrow{AE}

31Question

Comment établir un alignement ou un parallélisme à l’aide de vecteurs ?

Réponse

Exprimer un vecteur en fonction de l’autre avec Chasles, puis vérifier leur proportionnalité.

32Question

Quelle propriété garantit la coplanarité de trois vecteurs ?

Réponse

Deux sont colinéaires ou l’un est nul.

33Question

Quelle base de l’espace forme-t-on avec les arêtes issues de AA dans le cube ABCDEFGHABCDEFGH ?

Réponse

(AB→,AD→,AE→)(\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AD},\overrightarrow{AE}).

34Question

Dans le tétraèdre ABCDABCD, quelle relation lie BG→\overrightarrow{BG} et BI→\overrightarrow{BI} ?

Réponse

BG→=23BI→\overrightarrow{BG}=\frac23\overrightarrow{BI}.

35Question

Quelles propriétés ont les vecteurs de base d’un repère orthonormé ?

Réponse

Ils sont de norme 1 et deux à deux orthogonaux.

36Question

Quelles sont les coordonnées de $G$ dans le repère $(A;\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AD},\overrightarrow{AE})$ d’un cube d’arête 1 ?

Réponse

(1;1;1)(1;1;1).

37Question

Quelle formule donne la norme de $\vec u$ de coordonnées $(x;y;z)$ dans un repère orthonormé ?

Réponse

∥u⃗∥=x2+y2+z2\|\vec u\|=\sqrt{x^2+y^2+z^2}.

38Question

Quelles sont les coordonnées du milieu de $[AB]$ pour $A(1;2;-1)$ et $B(3;0;2)$ ?

Réponse

(2;1;12)(2;1;\frac12).

39Question

Pourquoi les vecteurs u⃗=(1,0,1)\vec u=(1,0,1), v⃗=(0,1,2)\vec v=(0,1,2) et w⃗′=(2,3,7)\vec w'=(2,3,7) ne sont-ils pas coplanaires ?

Réponse

Les contraintes a=2a=2, b=3b=3 et a+2b=7a+2b=7 sont incompatibles.

40Question

Quelle relation lie AD→\overrightarrow{AD}, AB→\overrightarrow{AB} et AC→\overrightarrow{AC} pour les points donnés ?

Réponse

AD→=2AB→+AC→\overrightarrow{AD}=2\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}.

41Question

Quelle propriété géométrique vérifient les points A(1,1,0)A(1,1,0), B(2,3,1)B(2,3,1), C(0,2,2)C(0,2,2) et D(2,6,4)D(2,6,4) ?

Réponse

Ils sont coplanaires.

42Question

Quelles positions peuvent avoir deux droites coplanaires de l’espace ?

Réponse

Elles peuvent être confondues, strictement parallèles ou sécantes.

43Question

Quelle position peuvent avoir deux droites non coplanaires de l’espace ?

Réponse

Elles sont non coplanaires.

44Question

Quelles positions peuvent avoir deux plans de l’espace ?

Réponse

Ils peuvent être confondus, strictement parallèles ou sécants selon une droite.

45Question

Quelle est l’intersection de deux plans sécants de l’espace ?

Réponse

Une droite.

46Question

Quelles positions peuvent avoir une droite et un plan ?

Réponse

La droite peut être incluse dans le plan, strictement parallèle ou sécante en un point.

47Question

Combien de points d’intersection ont une droite et un plan sécants ?

Réponse

Un point.

48Question

Que peut-on conclure si deux plans sont parallèles à un même troisième plan ?

Réponse

Ils sont parallèles entre eux.

49Question

Que peut-on conclure si deux droites sont parallèles à une même troisième droite ?

Réponse

Elles sont parallèles entre elles.

50Question

À quoi est parallèle la droite d’intersection de deux plans sécants tous deux parallèles à une même droite ?

Réponse

À cette droite.

51Question

Quelle représentation paramétrique décrit la droite passant par A(1;2;−1), de vecteur directeur (2;−1;3) ?

Réponse

x=1+2t,y=2−t,z=−1+3t,t∈Rx=1+2t,\quad y=2-t,\quad z=-1+3t,\quad t\in\mathbb R

52Question

Que déterminent trois points non alignés A, B et C ?

Réponse

Un unique plan (ABC)(ABC), dirigé par AB→\overrightarrow{AB} et AC→\overrightarrow{AC}.

53Question

Dans le cube, quels vecteurs égaux montrent que la droite (FH) est parallèle au plan (BDG) ?

Réponse

FH→=BD→=(−1,1,0)\overrightarrow{FH}=\overrightarrow{BD}=(-1,1,0).

54Question

Dans le cube, quels plans sont parallèles grâce à des vecteurs directeurs coplanaires deux à deux ?

Réponse

Les plans (AFH)(AFH) et (BDG)(BDG).

55Question

Dans le cube, à quel vecteur le vecteur AH→\overrightarrow{AH} est-il égal ?

Réponse

BG→\overrightarrow{BG}.

56Question

Dans le cube, comment s’exprime AF→\overrightarrow{AF} avec les vecteurs directeurs du plan (BDG) ?

Réponse

BG→−BD→\overrightarrow{BG}-\overrightarrow{BD}.

57Question

Quelle relation vectorielle prouve l’alignement de trois points A, B et C ?

Réponse

AC→=kAB→\overrightarrow{AC}=k\overrightarrow{AB} pour un réel kk.

58Question

Quelle relation entre les vecteurs directeurs prouve qu’une droite est parallèle à un plan ?

Réponse

w⃗=au⃗+bv⃗\vec w=a\vec u+b\vec v pour des réels a,ba,b.

59Question

À quelle condition les vecteurs i⃗,j⃗,k⃗\vec i,\vec j,\vec k forment-ils une base de l’espace ?

Réponse

Ils ne sont pas coplanaires.

60Question

Quelle équation doit n’avoir aucune solution pour que i⃗,j⃗,k⃗\vec i,\vec j,\vec k forment une base ?

Réponse

k⃗=ai⃗+bj⃗\vec k=a\vec i+b\vec j.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 27 questions sur Géométrie vectorielle dans l’espace.

1. Pour décrire entièrement un vecteur de l’espace, quelles caractéristiques faut-il préciser ?

2. Pour quatre points $A,B,C,D$, on sait que AB→+BC→=AC→\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AC}. Quelle règle vectorielle exprime cette égalité ?

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