Produit scalaire (4)
2- Droite définie par un point et un vecteur normal
2.1 Vecteur normal à une droite
2.1.1 Définition
Tout vecteur orthogonal au vecteur directeur d'une droite est appelé Vecteur normal.
n→→| ↑u→
En d'autre terme soit u→ un vecteur directeur de (D).
n→ est un vecteur normal sur (D)
⇔ n→.u→=0
2.1.2 Résultats
Le plan est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→).
1) u→(-b;a) est un vecteur directeur de (D) ⇔ n→(a;b) est un vecteur normal sur (D).
2) u→(a;b) est un vecteur directeur de (D) ⇔ n→(-b;a) est un vecteur normal sur (D).
Exemple
u→(2;3) est un vecteur directeur de (D) donc n→(-3;2) est un vecteur normal sur (D).
Remarque
Si n→ est un vecteur normal sur (D) alors (∀k∈IR*): kn→ est un vecteur normal sur (D).
2.2 droite définie par un point et un vecteur normal
2.2.1 Propriété 1
Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→).
L'équation cartésienne d’une droite (D) définie par un point et un vecteur normal
s'écrit sous la forme ax+by+c=0.
Démonstration
Soit (D) une droite passant par A(xA;yA) et de vecteur normal n→(a;b).
M(x;y)∈(D) ⇔n→.AM→= 0
⇔a(x-xa)+b(y-yA)=0
⇔ax+by+(-axA-byA)=0
posons c=-axA-byA
alors M(x;y)∈(D) ⇔ ax+by+c=0.
2.2.2 Propriétés 2
Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→). L'ensemble des points M(x;y) du plan ℙ tels que ax+by+c=0 est une droite (D) de vecteur normal n→(a;b).
Exemple
2x-5y+3=0 est une équation cartésienne d'une
droite (D) et n→(2;-5) son vecteur normal.
2.2.3 Propriété 3
Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→). On considère dans ℙ
deux droites (D) et (Δ) de vecteurs normals respectifs
n→(a;b) et n'→(a';b').
(D)⊥(D')⇔n→.n'→= 0 ⇔aa'+bb'=0
(D)||(D') ⇔ det(n→;n'→)=0 ⇔ab'+a'b=0.
Exercice 1 tp
Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→). On considère dans ℙ deux droites
(D): 3x+y-3=0 et (D'): 4x-12y+1=0
Montrer que (D)⊥(D').
Correction
Soient n→(3;1) un vecteur normal sur (D) et n'→(4;-12) un vecteur normal sur (D').
n→.n'→=3×4 + 1×(-12)=12-12=0
donc (D)⊥(D').