Mathématiques du secondaire qualifiant

Espace analytique (1)

2- Repère dans l'espace

2.1 Coordonnées d’un point et d'un vecteur

2.1.1 Définition

Soient O un point dans l'espace 𝔼 et i ; j et k trois vecteurs non coplanaires.
Le quadruplé (O;i;j;k) est appelé repère dans l'espace.

Si de plus i ; j et k sont orthogonaux deux à deux et ||i||=||j||=||k||=1 alors le repère est orthonormé.
Notons que désormai l'espace 𝔼 est rapporté au repère orthonormé (O;i;j;k).

2.1.2 Coordonnées d’un point

L'espace 𝔼 est rapporté à un repère orthonormé (O;i;j;k).
(∀M∈𝔼)(∃(x;y;z)∈ℝ³):
OM= xi+yj+zk.
Les nombres x ; y et z sont appelés les coordonnées du points M et on écrit M(x;y;z).

On dit également que les nombres x ; y et z sont les coordonnées du vecteur OM et on écrit OM(x;y;z) Ou encore

OM x
y
z

x est l'abscisse de M.
y est l'ordonnée de M.
z est le cote de M.

2.1.3 Coordonnées d’un vecteur dans une base

Base de l'espace Trois vecteurs u ; v et w non coplanaires déterminent une base dans l'espace, noté (u;v;w).

Exemple (O;i;j;k) est un repère de l'espace donc (i;j;k) est une base.

Propriété Soit B=(u;v;w) une base.
(∀e∈𝕍3)(∃(x;y;z)∈IR³) e=xu+yv+zw
et on écrit eB(x;y;z).

Coordonnées de u+v Soit (i;j;k) une base de l'espace.
On considère deux vecteurs u(x;y;z) et v(x';y';z').
On a u+v(x+x';y+y';z+z').

Exemple Soient u(3;1;2) et v(-5;7;1) deux vecteurs.
u+v(-2;8;3).

Coordonnées de tu Soient u(x;y;z) un vecteur et t un nombre réel.
On a tu(tx:ty;tz).

Exemple Soient u(5;-4;7) un vecteur et t=-3.
On a -3u(-15;12;-21).