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  consulter : Les volumes particuliers. |  | 
ENVIRONNEMENT du dossier:
| AVANT : | APRES : | Cours :niveau IV | 
TITRE : Plan et droite dans
l ‘espace .
4°) POSITIONS
RELATIVES DE DEUX PLANS
5°) POSITIONS RELATIVES D’UNE
DROITE ET D’UN PLAN.
6°) POSITION
RELATIVES DE DEUX DROITES DE L’ESPACE
| Travaux ; devoirs | Corrigé | ||||
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| Interdisciplinarités :   (matière concernée) | |||||||||
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1°)  DEFINITION et
AXIOMES
L’espace est un ensemble
noté « E » dont les éléments sont  appelés « points »
Les droites et les plans  sont des parties propres de l’ensemble
« E » .
Les relations sont décrites
par les axiomes  suivants :
Axiome 1 :  il
existe une droite est une seule 
contenant deux points distincts 
« A » et « B » 
de l’espace .
On dira que la
droite passe par A et B  , on dit aussi
que  les points A et B déterminent la
droite . On note cette droite  (  A B  )
.   
Axiome 3 :  Il existe un plan
et un seul plan contenant trois points distincts non alignés .
( Rappel Info : détermination d’un plan)
| On convient de déterminer
  un plan par un parallélogramme. Analogie avec l’image d’une face d’une
  planche à dessin  ou de la surface
  horizontale d’une table .  | 
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| La représentation
  graphique ci –contre permet d’illustrer 
  les axiomes 2 et 3 .                                                                                           | 
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2°) DETERMINATION D’UN PLAN .
Il en résulte des axiomes
précédents , qu’un plan est déterminé :
a°) si A , B 
et C sont les trois points  ,
le plan sera désigné par :
         plan
( ABC)   
b°)par une droite et un point n’appartenant pas
à cette droite .
|              Sur la droite il suffit de
  choisir deux points distincts quelconques. Ce qui se ramène au cas précédent
  . Le plan  P défini par la droite D  et le point « A »et  est désigné par :   plan
  ( A , D ). | 
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c°) Par
deux droites  concourantes  .
| Soit I le point
  d’intersection des droites  D et D’ .
  Nous considérons le point A distinct 
  de I appartenant  à D , et le
  point  A’ distinct de I , appartenant à
  D’ . Le plan défini par les trois points A , I , A’  contient 
  les droites  D et D’  . Ce plan est noté ( D et D’ ) . | 
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3°) REGIONNEMENT 
DE L’ESPACE .
 Observons la surface supérieure  d’une table horizontale  ,partie d’un plan , nous distinguons les
points dans l’espace qui sont  au dessus
de la table et les points qui sont au -dessous de la table . Cette observation
nous conduit aux axiomes suivants :
Axiome 4 : Un plan partage l’espace « E »  en deux demi – espaces  E1 et E2    non 
vides et disjoints .
| La droite ( A B ) joignant 
  A de E1 et un point B de E2  admet un point commun et un seul
  « M » avec le plan P |  | 
4°) POSITIONS RELATIVES
DE DEUX PLANS.  ( info plus !)
Soit deux plans
donnés ; P et Q .
| Par convention de
  représentation on dira que :  Ces
  deux plans sont parallèles. | 
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a)  « P » et « Q » ont trois
points communs non alignés .
| Tout point de l’un
  appartient à l’autre . On dit que les deux plans sont
  « confondus » ou « égaux » .On écrit :  P = Q  | 
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b)  « P » et « Q » sont distincts
et ont en commun deux points distincts A et B .
d’après l’axiome 2  , la droite 
( A B ) est incluse  dans P et
incluse dans Q . Les deux plans n’ont pas d’autre point commun  en dehors de la droite  (AB) , sinon ils seraient confondus .
| On dit que P et Q sont
  sécants , leur droite commune est D , elle est leur droite d' intersection. Les plans peuvent être
  perpendiculaires. Pour cela  il faut qu’un plan possède une droite
  orthogonale  à l’autre plan. | 
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Application : pour démontrer que trois points de
l’espace sont alignés , il suffit de démontrer qu’ils sont communs à deux plans
distincts .
c)  « P » et « Q » sont
distincts et ont un point commun A .
| Soit E1 et E2
  les demi – espaces définis par P et soit dans 
  Q deux droites x’A x et y’A y  .
  Si l’une d’elles appartient à P , c’est l’intersection de P et Q . Sinon les
  demi – droites      [ A x ) et [ A y )
  sont par exemple  dans E1 ,
  [ A x’ ) et [ A y’ )  dans E2   Soit M un point de [ A x ) et M’ un point
  de [ A y’ ) . La droite ( M M’) coupe le plan P au point B distinct de A .
  Les plans P et Q  ont donc pour
  intersection  la droite ( A B ) .  | 
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 Donc :
 Si deux plans distincts ont un point commun , leur
intersection est une droite contenant ce point .
d)   P et Q  
n’ont aucun point commun.
| Deux plans qui n’ont aucun
  point commun sont dit « parallèles » . | 
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5°) POSITIONS RELATIVES D’UNE DROITE ET D’UN PLAN. (info
plus ! !)
Soit une droite
« D » et un plan « P »
a) « D » contient
deux points appartenant à « P »
 
| Si « D »
  contient deux points appartenant à « P »  alors : la droite
  « D »  est incluse dans
  « P » .  ( axiome 2) | 
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            b) Si 
« D » contient un point « A » appartenant à
« P »  et un point
« B » n’appartenant pas à « P » .
| Alors :      La droite D n’est pas incluse dans
  « P » ; on dit que la droite « D » est
  « sécante » au plan « P » ou qu ‘elle coupe le plan
  « P ». | 
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c) Si  « D » et « P » n’ont
aucun point commun .
| Alors la droite  et le plan sont alors
  « parallèles ». | 
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.( Info plus ! !)
6°)POSITION RELATIVES DE
DEUX DROITES DE L’ESPACE.
Soit deux droites
« D » et  « D’ »   de l’espace E , on rencontrera 3 cas !
a) Si  « D » et « D’ » ont un
point commun .
         Elles sont
« concourantes »  et  elles déterminent un plan ; elles dites
« coplanaires » .
b) Si  « D » et « D’ » ont
tous  leurs  points , 
en commun .
       Les droites  « D » et « D’ »  sont « confondues »   et  elles déterminent un plan ; elles dites
« coplanaires » .
c) Si  « D » et « D’ » n’
ont  pas de point commun.
   Soit « M » un point de
« D » et « P » le plan défini par « M » et
« D’ » . 
| c1)  Si la droite « D » est incluse
  dans le plan « P » , alors dans ce plan , « D » et « D’ » sont
  parallèles. | 
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| c2)   Si « D » n’est pas incluse dans
  le plan « P » , alors  les
  deux droites « D » et « D’ »  sont dites quelconques et « non coplanaire »  . | 
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7°) TETRAEDRE  ( tétraèdre) :  (info
plus ! ! !)
On appelle
« tétraèdre » un ensemble de quatre points non coplanaires.
| Les points A,B,C,D sont
  les « sommets » du tétraèdre ; ils déterminent six segments
  [AB] , [AC] , [AD], [BC], [BD], [CD] 
  qui sont les arêtes du tétraèdre. Deux arêtes  non concourantes telles que [AB] [CD]  sont dites « opposées ». | 
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Exemples :
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 | Si on considère le
  parallélépipède ABCDEFGH ; Les droites ( AE ) et (
  BC) sont orthogonales. La droite (EA) est
  orthogonale au plan ( ABCD) La droite (FE) est
  parallèle au plan ( ABCD)  Les plans  ( ADHE) et ( BCGF) sont parallèles . Les plans  ( ADHE) et ( ABCD) sont perpendiculaires.  | 
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 | On considère le prisme AB
  B’A’ DC C’ D’  Le plan  AB B’A’ n’est pas parallèle au plan DC C’
  D’ . | 
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 | La droite (EC) est la
  diagonale du plan EGCA . | 
CONTROLE:
EVALUATION:
Discuter sur la position des
droites  : 
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