QCM géométrie dans l'espace - Bac S Pondichéry 2009

Exercice 3

4 points - Commun à tous les candidats

Dans un repère orthonormé de l'espace (O; veci, vecj, veck) on considère les points :
A de coordonnées (1,1,0) , B de coordonnées (2,0,3) , C de coordonnées (0,-2,5) et D de coordonnées (1,-5,5).
Pour chacune des propositions suivantes, dire si elle est VRAIE ou par FAUSSE en justifiant chaque fois la réponse :

Proposition 1 : L'ensemble des points M de coordonnées (x,y,z) tels que y = 2x +4 est une droite.

Proposition 2 : La transformation qui, à tout point M de l'espace associe le point M' tel que vec(MM') = vec(MA) + vec(MB) + 2vec(MC) est l'homothétie de centre G, où G désigne le barycentre du système {(A,1), (B,1), (C,2)} , et de rapport 3.

Proposition 3 : A, B, C et D sont quatre points coplanaires.

Proposition 4 : La sphère de centre Omega de coordonnées (3,3,0) et de rayon 5 est tangente au plan d'équation : 2x+2y+z+3 = 0.

Proposition 1 : FAUX
L'équation y = 2x +4 peut aussi s'écrire 2x -y +4 = 0. Elle est de la forme ax +by +cz +d = 0 avec a=2, b=-1, c=0 et d=4.
C'est l'équation d'un plan

Proposition 2 : FAUX
vec(GM')=vec(GM)+vec(MM')=vec(GM)+vec(MA) + vec(MB) + 2vec(MC)
vec(GM')=vec(GM)+vec(MG) + vec(GA) + vec(MG) + vec(GB) +  2vec(MG) + 2vec(GC)
vec(GM')=3vec(MG) + vec(GA) + vec(GB) +  2vec(GC)= -3vec(GM)
donc M' est l'image de M par l'homothétie de centre G et de rapport -3.

Proposition 3 : FAUX
vec(AB) .. (1;-1;3)
vec(AC) .. (-1;-3;5)
vec(AD) .. (0;-6;5)
On recherche des réels alpha et beta tels que vec(AD)=alpha vec(AB) + beta vec(AC).
ce qui donne le système:
syst(alpha-beta=0;-alpha-3beta=-6;3alpha+5beta=5)
Soit
syst(alpha=beta;-4alpha=-6;8alpha=5)
Ce système n'a pas de solution. Les points ne sont dons pas coplanaires.

Proposition 4 : VRAI
La sphère de centre Omega de coordonnées (3,3,0) et de rayon 5 est tangente au plan d'équation : 2x+2y+z+3 = 0 si et seulement si la distance de Omega au plan est égale à 5.
Or cette distance vaut (voir cours) :
d=(|2*3+2*3+0+3|)/(sqrt(2²+2²+1²))=15/(sqrt(9))=5
La sphère de centre Omega de coordonnées (3,3,0) et de rayon 5 est donc tangente au plan d'équation : 2x+2y+z+3 = 0.

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