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Droites du plan Seconde Année scolaire 2013/2014 I) Rappel: fonction affine Soient a et b deux nombres réels, on définit la fonction f par f(x) = ax + b pour tout x ∈ℝ. On sait que f est une fonction affine dont la représentation graphique est une droite dans un repère orthogonal du plan. – a est le coefficient directeur de la droite – b est son ordonnée à l'origine Exemple: Si f(x) = 3x – 1: Ici, le coefficient directeur de la droite est 3 et son ordonnée à l'origine est – 1 II) Equation réduite d'une droite: On considère une droite (d) et M(x;y), un point, tel que M∈(d). Pour cette droite (d) donnée, il existe une relation entre x et y valable pour tous les points situés dessus. Cette relation est appelée une équation de la droite (d) En classe de Seconde, on n'étudiera que l'équation réduite d'une droite (les équations cartésiennes seront vues en première) Remarque très importante: Une droite donnée n'admet qu'une seule équation réduite. Il y a trois cas à connaître: droite horizontale, droite verticale et droite oblique.
Introduction aux droites Cette page s'adresse aux élèves de seconde et des premières technologiques. Dans les programmes de maths, les droites dans le plan repéré se rencontrent dans deux contextes: en tant que représentation graphique des fonctions affines et linéaires mais aussi en tant qu'objet mathématique spécifique, ce qui permet par exemple de caractériser des figures géométriques. Ces deux notions sont de toute façon très liées et ont déjà été abordées en classe de troisième. Situons-nous en terrain connu. En l'occurrence, dans un plan muni d'un repère \((O\, ;I, J). \) Définition Une droite \((AB)\) est l' ensemble des points \(M(x\, ;y)\) du plan qui sont alignés avec \(A\) et \(B. \) Cela peut sembler bizarre de définir une droite par un ensemble de points mais quand on y réfléchit un peu, pourquoi pas… Équations de droites Tous ces points \(M\) ont des coordonnées qui vérifient une même relation, nommée équation cartésienne de la droite \((AB). \) Cette relation algébrique s'écrit sous la forme \(αx + βy + δ = 0\) (\(α, \) \(β\) et \(δ\) étant des réels).
L'équation de ( A B) \left(AB\right) est donc y = x + 2 y=x+2. 2. Droites parallèles - Droites sécantes Deux droites d'équations respectives y = m x + p y=mx+p et y = m ′ x + p ′ y=m^{\prime}x+p^{\prime} sont parallèles si et seulement si elles ont le même coefficient directeur: m = m ′ m=m^{\prime}. Équations de droites parallèles Méthode Soient D \mathscr D et D ′ \mathscr D^{\prime} deux droites sécantes d'équations respectives y = m x + p y=mx+p et y = m ′ x + p ′ y=m^{\prime}x+p^{\prime}. Les coordonnées ( x; y) \left(x; y\right) du point d'intersection des droites D \mathscr D et D ′ \mathscr D^{\prime} s'obtiennent en résolvant le système: { y = m x + p y = m ′ x + p ′ \left\{ \begin{matrix} y=mx+p \\ y=m^{\prime}x+p^{\prime} \end{matrix}\right. Ce système se résout simplement par substitution. Il est équivalent à: { m x + p = m ′ x + p ′ y = m x + p \left\{ \begin{matrix} mx+p=m^{\prime}x+p^{\prime} \\ y=mx+p \end{matrix}\right. On cherche les coordonnées du point d'intersection des droites D \mathscr D et D ′ \mathscr D^{\prime} d'équations respectives y = 2 x + 1 y=2x+1 et y = 3 x − 1 y=3x - 1.
Soit A ce premier point de coordonnées (0; y (0)); placer le point A dans le repère; à l'aide du déplacement que représente le coefficient directeur, placer un second point de la droite à partir du point A; Une pente a donnée en écriture décimale correspond à un déplacement de 1 horizontalement pour a verticalement. Exemple 2 Dans le repère, construire la droite ( d 3) d'équation y = −2 x + 4. On calcule la valeur de l'ordonnée à l'origine, c'est-à-dire la valeur de y pour laquelle On a: y (0) = −2 × 0 + 4 = 4 donc ( d 2) passe par le point A de coordonnées (0; 4). On place le point A(0; 4) dans le repère. Dans l'équation y = −2 x + 4, on lit que le coefficient directeur de la droite vaut −2 qui peut s'écrire. En partant de A, il faudra donc faire un déplacement de + 1 horizontalement et de − 2 verticalement. On place ainsi un second point dans le repère. de ( d 3): c. Cas particulier des droites d'équation x = c Rappel Une droite d'équation x = c ( c) est parallèle à l'axe des ordonnées et passe par le point A( c; 0).
Méthode 4: Pour les curieux, nous allons procéder par substitution en choisissant d'éliminer $x$ cette fois-ci. (S) $⇔$ $\{\table x=3y-3; x-y-1=0$ Remplacer $x$ par son expression dans la seconde ligne permet d'éliminer l'inconnue $x$ dans dans la seconde ligne $⇔$ $\{\table x=3y-3; x-y-1=0$ $⇔$ $\{\table x=3y-3; 3y-3-y-1=0$ $⇔$ $\{\table x=3y-3; 2y=4$ $⇔$ $\{\table x=3y-3; y=2$ $⇔$ $\{\table x=3×2-3=3; y=2$ Réduire...
Un système linéaire de deux équations à deux inconnues peut se résoudre par substitution ou par combinaisons linéaires (voir exemple suivant). Le principe est toujours d'éliminer une inconnue dans certaines équations. Le plan est rapporté à un repère orthonormé (O, I, J). 1. Tracer les droites associées au système: (S): $\{\table x-3y+3=0; x-y-1=0$ 2. Résoudre graphiquement le système précédent. 3. Après avoir vérifié par un calcul rapide que le système a bien une solution unique, résoudre algébriquement ce système. 1. Méthode 1: A savoir: une égalité du type $ax+by+c=0$ (avec $a$ et $b$ non tous les deux nuls) est une équation cartésienne de droite. Il est facile d'en trouver 2 points en remplaçant, par exemple, $x$ par 0 pour l'un, et $y$ par 0 pour l'autre. La première ligne est associée à la droite $d_1$ passant par les points $A(0;1)$ et $B(-3;0)$. Ici, pour trouver A, on a écrit: $0-3y+3=0$, ce qui a donné: $y=1$. Et pour trouver B, on a écrit: $x-3×0+3=0$, ce qui a donné: $x=-3$.