Leçon 4
Projeté orthogonal d'un point sur une droite
Le cours écrit
4.1 Rappel
Le projeté orthogonal d'un point sur une droite est le point de tel que soit perpendiculaire à . Si est sur , alors .
C'est le point de le plus proche de . En effet, si est un autre point de , le triangle est rectangle en , donc et . La longueur s'appelle la distance du point à la droite .
4.2 La méthode
- Perpendiculaire. Écrire une équation de la droite perpendiculaire à passant par : un vecteur directeur de est un vecteur normal de .
- Intersection. Résoudre le système formé par les équations de et de : sa solution donne les coordonnées de .
- Vérification. Contrôler que est sur et que est orthogonal à un vecteur directeur de . Calculer si l'énoncé le demande.
4.3 Résoudre un système
Les coordonnées du point d'intersection de deux droites vérifient les deux équations à la fois. On isole une inconnue dans une équation, puis on la remplace dans l'autre.
Exemple 15. Intersection de et de . Dans la seconde équation, on isole : . On remplace dans la première : . En multipliant par : , soit . Donc , puis . Les droites se coupent en .
4.4 Un exemple complet
Exemple 16. Soit et .
Étape 1. Le vecteur dirige , donc il est normal à . Une équation de est de la forme . Avec : , donc . Ainsi, .
Étape 2. Dans l'équation de , on isole : . On remplace dans celle de : , soit . Donc , puis . Le projeté orthogonal est .
Étape 3. On a , et vérifie . La distance de à vaut .
4.5 Un raccourci avec une équation réduite
Si , le point s'écrit : il n'y a qu'une inconnue. On annule le produit scalaire de par le vecteur directeur .
Exemple 17. Soit et . On pose . Alors et donnent Donc et .
4.6 Le chalet
Exemple 18. Un chalet doit être raccordé à une ligne électrique rectiligne. On place le chalet à l'origine, l'unité vaut cent mètres, et la ligne a pour équation .
La ligne est dirigée par , donc la perpendiculaire passant par a pour équation , soit . En remplaçant : , soit . Donc , puis .
Le raccordement se fait au point , et le câble mesure unités, soit mètres.
Automatisme. Le projeté de sur l'axe des abscisses est , et sur l'axe des ordonnées, . Sur une droite , c'est ; sur une droite , c'est .
Exercices 7 et 8
- Exercice 7 : calculer des projetés
- Exercice 8 : la bretelle d'autoroute
Corrigés
Cherche d'abord les exercices sur ta feuille, puis compare avec le corrigé détaillé.