Sphère de diamètre [AB] et positions relatives

Difficile
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Énoncé

On considère les points , , et la sphère de diamètre .

  1. Vérifier que le triangle est rectangle en , puis en déduire que appartient à .
  2. Montrer que l'équation de est .
  3. Déterminer une équation cartésienne du plan tangent à au point .
  4. Soit la droite passant par et de vecteur directeur .
    a) Montrer que , où est le centre de .
    b) Déterminer les coordonnées des points d'intersection de et .
  5. Soit le plan . Trouver les valeurs de pour que soit tangent à .

Indices

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1 Indice 1
Pour le triangle rectangle, calcule $\overrightarrow{CA}\cdot\overrightarrow{CB}$ ; s'il est nul, utilise la caractérisation de la sphère de diamètre $[AB]$ par $\overrightarrow{MA}\cdot\overrightarrow{MB}=0$.
2 Indice 2
Pour l'équation de $(S)$, développe $\overrightarrow{AM}\cdot\overrightarrow{BM}=0$ avec $M(x,y,z)$ puis mets sous forme canonique.
3 Indice 3
Pour le plan tangent en $C$, utilise $\overrightarrow{\Omega C}$ comme vecteur normal ; pour la distance point-droite, utilise la formule avec le produit vectoriel $\dfrac{\|\overrightarrow{\Omega D}\wedge\vec{u}\|}{\|\vec{u}\|}$ ; pour la tangence du plan $(Q)$, égalise la distance du centre au plan avec le rayon.

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La méthode — par où commencer

Pour le triangle rectangle, calcule ; s'il est nul, utilise la caractérisation de la sphère de diamètre par .

Pour l'équation de , développe avec puis mets sous forme canonique.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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