Tétraèdre régulier — Plan médiateur et équation de plan

Intermédiaire Inspiré BAC France
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Exercice inspiré d'un BAC France
Source-style : BAC France Spé Maths 2024
Inspiré du style BAC France Spé Maths 2024
Énoncé et solution adaptés au programme marocain. Voir crédits.

Énoncé

Exercice 3 — Tétraèdre et équation de plan

On considère dans l'espace muni d'un repère orthonormé (O ; i, j, k) les points :

  • A = (1 ; 0 ; 0)
  • B = (−1 ; 0 ; 0)
  • C = (0 ; ; 0)
  • S = (0 ; ; )

On admet que SABC est un tétraèdre régulier (toutes les arêtes ont la même longueur).

1. Vérifier que .

2. Calculer les coordonnées du centre de gravité G du triangle ABC.

3. Montrer que le vecteur est un vecteur normal au plan (ABC).

4. Écrire une équation cartésienne du plan (ABC).

5. Déterminer la distance du point S au plan (ABC), et en déduire la hauteur du tétraèdre.

Indices

— clique pour révéler
1 Indice 1
Observe que les trois points A, B et C ont tous la même coordonnée $z = 0$. Que peux-tu en déduire sur le plan (ABC) ?
2 Indice 2
Le plan (ABC) est donc le plan horizontal $z = 0$. Vérifie maintenant que le vecteur $\vec{n} = (0 ; 0 ; 1)$ est bien perpendiculaire aux vecteurs $\vec{AB}$ et $\vec{AC}$ en calculant les produits scalaires.

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La méthode — par où commencer

Observe que les trois points A, B et C ont tous la même coordonnée . Que peux-tu en déduire sur le plan (ABC) ?

Le plan (ABC) est donc le plan horizontal . Vérifie maintenant que le vecteur est bien perpendiculaire aux vecteurs et en calculant les produits scalaires.

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

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