(S)(P):x2+y2+z2−2x−2y−2z−1=0:y−z=0
1/a/ Ω(1;1;1) ;; R=2 ?
M(x,y,z)∈(S)⟺x2+y2+z2−2x−2y−2z−1=0⟺(x−1)2+(y−1)2+(z−1)2−1=12+12+12⟺(x−1)2+(y−1)2+(z−1)2=22
b/ $\quad d(\Omega,(P))=?
On a : (P) : y−z=0 et Ω(1;1;1) et R=2
donc :
d(Ω,(P))=a2+b2+c2∣axΩ+byΩ+czΩ+d∣=02+12+(−1)2∣1−1∣=0
On a d(Ω,(P))<R, donc le plan (P) coupe la sphère (S) suivant un cercle (C).
c/ Le centre et le rayon de (C) ?
Puisque d(Ω,(P))=0 alors le plan (P) coupe la sphère (C) selon un grand cercle (C) de centre Ω(1,1,1) et de rayon R=2
2/
(Δ) la droite passant par A(1;−2;2) et ⊥ à (P)
a/ u(0,1,−1) est un vecteur
directeur de (Δ) ?
On a : (P) : y−z=0, alors u(0,1,−1) est un vecteur normal à (P) et comme (Δ)⊥(P), alors u(0,1,−1) est un vecteur
directeur de (Δ)
b/ ∣∣ΩA∧u∣∣=2∣∣u∣∣ ?
On a : u(0,1,−1) ;; Ω(1;1;1) et A(1;−2;2)
ΩA⎝⎛0−31⎠⎞ ; u⎝⎛01−1⎠⎞
Donc
AΩ∧u=∣∣−311−1∣∣i−∣∣010−1∣∣j+∣∣0−301∣∣k=2i
Donc :
- ∣∣ΩA∧u∣∣=22+02+02=2
- ∣∣u∣∣=(0)2+12+(−1)2=2
Donc : 2∣∣u∣∣=2×2=2
Alors : ∣∣ΩA∧u∣∣=2∣∣u∣∣
la droite (Δ) coupe la sphère (S) en deux points ?
On a
d(Ω,(Δ))=∣∣u∣∣∣∣ΩA∧u∣∣=∣∣u∣∣2∣∣u∣∣=2
et on a R=2, donc d(Ω,(Δ))<R
Alors la droite (Δ) coupe la sphère (S) en deux points
c/ Les coordonnées d’intersection de (Δ) et (S) ?
On a : u(0,1,−1) est un vecteur
directeur de (Δ) et A(1;−2;2)∈(Δ) Alors :
(Δ) : ⎩⎨⎧x=xA+aty=yA+btz=zA+ctt∈R
(Δ) : ⎩⎨⎧x=1y=−2+tz=2−tt∈R
(x,y,z) les coordonnées des points d’intersection de (Δ) et (S) vérifient :
⎩⎨⎧x=1y=−2+tz=2−tx2+y2+z2−2x−2y−2z−1=0(1)(2)(3)(4)
En remplacant (1), (2) et (3) dans (4)
12+(−2+t)2+(2−t)2−2−2(−2+t)−2(2−t)−1=0
2t2−8t+6=0
t2−4t+3=0
Δ=b2−4ac=4
⎩⎨⎧t1=2a−b−Δ=1t2=2a−b+Δ=3
En remplacant t1 et t2 dans (1) , (2) et (3) on a
⎩⎨⎧x=1y=−2+1=−1z=2−1=1 ⎩⎨⎧x=1y=−2+3=1z=2−3=−1
Alors les points E(1,−1,1) et F(1,1,−1) sont les points d’intersection de la droite (Δ) et la sphère (S)