Bachillerato 2 / Ortogonalidad, distancia en el espacio 60 ejercicios (incluyendo 47 corregidos)

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image PNG : /home/_math/_exercice/d10/10386/image/Untitled.png
ABCDEFGH ABCDEFGHIJMN ABCDEFGH ABCDEFGH ABCDI 1. Líneas y ortogonalidad E.5398 En el espacio, considera el cubo ABCDEFGH que se muestra a continuación : 1 Justifica que las rectas ( EF ) y ( GC ) son ortogonales. 2 Justifica que las rectas ( AD ) y ( HF ) no son ortogonales. 3 ¾Son ortogonales las rectas ( AG ) y ( BG ) ? E.6815 La figura siguiente representa un cubo ABCDEFGH . Los puntos I y J son los respectivos puntos medios de las aristas [ GH ] y [ FG ] . Los puntos M y N son los respectivos centros de las caras ABFE y BCGF . De las siguientes proposi-ciones, sólo una es correcta. ¾Cuál es? a Las rectas ( IJ ) y ( MN ) son perpendiculares. b Las rectas ( IJ ) y ( MN ) son secantes, no perpendicu-lares. c Las rectas ( IJ ) y ( MN ) son ortogonales. d Las rectas ( IJ ) y ( MN ) son paralelas. Justifica tu respuesta. 2. Líneas, planos y ortogonalidad E.576 Considera el cubo ABCDEFGH de lado 5 cm que se muestra a continuación : 1 Demuestra que el plano ( ABC ) es ortogonal a la recta ( AE ) 2 Calcula la longitud de la diagonal [ EC ] . E.5399 En el espacio, considera el cubo ABCDEFGH que se muestra a continuación : 1 a Justifica que ( AF ) es ortogonal al plano ( EBC ) . b Deduce que ( AF ) y ( EC ) son ortogonales. 2 a Justifica que ( HF ) es ortogonal al plano ( ECG ) . b Deduce que ( HF ) y ( EC ) son ortogonales. 3 Deduce que ( EC ) es ortogonal al plano ( AFH ) . E.5397 La figura de al lado muestra un tetraedro regular ABCD y I la mitad del segmento [ BD ] . Justifica que la recta ( BD ) es ortogonal al plano ( AIC ) . 3. Plano medio https://chingmath.fr chapExoCorrec/5398 sacados/5398 ABCDEFGH chapExoCorrec/6815 sacados/6815 ABCDEFGHIJMN chapExoCorrec/576 sacados/576 ABCDEFGH chapExoCorrec/5399 sacados/5399 ABCDEFGH chapExoCorrec/5397 sacados/5397 ABCDI
ABCDIJ ABCDEFI jkiOSFGE E.6966 En el espacio, considera el tetraedro regular ABCD que se muestra a continuación : Los puntos I y J son los puntos medios de los segmentos [ AD ] y [ BC ] respectivamente. 1 a Justifica que el plano ( JAD ) es el plano medio del segmento [ BC ] . b ¾Cuál es la posición relativa de las rectas ( BC ) y ( IJ ) ? 2 Justifica que las rectas ( AD ) y ( IJ ) son perpendiculares. 3 ¾Son paralelas las rectas ( AD ) y ( BC ) ? Justifica tu re-spuesta. E.6868 Consideremos un sólido ADECBF formado por dos pirámides idénticas que tienen como base común el cuadrado ABCD con centro I . A contin-uación se muestra una representación en perspectiva de este sólido. Todas las aristas tienen una longitud de 1 . 1 Justifique que las rectas ( DE ) y ( FB ) son paralelas. 2 Justifique que los planos ( ABF ) y ( CED ) son paralelos. 4. Distancia en el espacio E.2963 Recordatorios : En el espacio provisto de un sistema de coordenadas, sean A y B dos puntos y I el punto medio del segmento [ AB ] : AB = x B x A 2 + y B y A 2 + z B z A 2 I x A + x B 2 ; y A + y B 2 ; z A + z B 2 En el espacio provisto de un sistema de coordenadas ortonor-males O ; I ; J ; K , consideramos cuatro puntos identificados por sus coordenadas : A 3 ; 1 ; 5 ; B 2 ; 2 ; 3 ; C 1 ; 2 ; 4 ; D 1 2 ; 1 2 ; 4 1 ¾Están alineados los puntos A , B y C ? 2 Demuestra que el triángulo ABC es isósceles en C . 3 Justificar que el punto D es el pie de la altura del trián-gulo ABC que sale del vértice C . E.914 En el espacio provisto del sis-tema de referencia O ; I ; J ; K ortonormal, consideremos la es-fera S con centro O y radio 2 : Considera los puntos E y F cuyas coordenadas son : E 0 ; 96 ; 1 ; 28 ; 1 ; 2 F 1 ; 2 ; 15 5 ; 1 ; 4 1 Demuestra que los puntos E y F son puntos de la esfera S . 2 Sea G el punto diametralmente opuesto al punto F de la esfera S . Justifica que el triángulo EFG es rectángulo. E.2777 Consideremos el espacio provisto de un sistema de referencia ortonormal ( O ; I ; J ; K ) . Considera los tres puntos A , B , C definidos por sus coordenadas : A 180 ; 153 ; 96 ; B 180 ; 135 ; 120 ; C 190 ; 133 ; 106 1 Demuestra que los puntos A , B , C pertenecen a la misma esfera S con centro O . 2 Establecer que el triángulo ABC es acutángulo C . 3 a ¾Es un lado del triángulo ABC un diámetro de la esfera S ? b ¾Puedes nombrar una propiedad del plano que no pueda extenderse al espacio? https://chingmath.fr chapExoCorrec/6966 sacados/6966 ABCDIJ chapExoCorrec/6868 sacados/6868 ABCDEFI chapExoCorrec/2963 sacados/2963 chapExoCorrec/914 sacados/914 jkiOSFGE chapExoCorrec/2777 sacados/2777
ABCDEFGHIJKLMN IABCDEFGH ABCDEFGHIJ E.6752 En el espacio, consideremos el cubo ABCDEFGH de arista 1 . El espacio recibe el marco de referencia C ; CB ; CD ; CG ortonormal. Los puntos I , J , K , L , M , N son los respectivos puntos medios de los segmentos [ AB ] , [ BC ] , [ CG ] , [ GH ] , [ HE ] , [ EA ] . 1 Determina las coordenadas de los puntos I , K y L . 2 a Determinar las coordenadas del punto O punto medio del segmento [ IL ] . b Determina las longitudes OK y KL . 3 Se acepta que el polígono IJKLMN es un hexágono reg-ular. Por tanto, el punto O es el centro de este polígono. a Da la medida del ángulo KOL . b Determina el área del triángulo KOL . 5. Definición del producto escalar E.8891 Definición : Sean u y v dos vectores del espacio. El producto escalar de los vectores u y v , denotado por u · v , se define como el producto escalar AB · AC donde : el vector AB (resp. AC ) es un representante del vector u (resp. v ) . el cálculo del producto escalar AB · AC se realiza en un plano que contiene los puntos A , B , C . Propuesta: sea A , B , C tres puntos que definen los dos vectores distintos de cero AB y AC . El producto escalar AB y AC tiene como valor: AB · AC = AB × AC × cos BAC Consideremos el cubo ABCDEFGH de lado 1 representado al lado. El punto I es el punto medio del segmento [ AB ] . 1 Determinar el valor del producto escalar FE · FB 2 Determinar el producto escalar: IA · IB 3 a ¾Cuál es la naturaleza del triángulo ACH ? b ¾Deduzca el valor del producto escalar HA · HC ? E.8892 Propuesta: sean u y v dos vectores distintos de cero del espacio. los vectores u y v son ortogonales entre si, y solo si, u · v = 0 Si los vectores u y v son colineales entre : u y v tienen el mismo sentido : u · v = u × v u y v tienen sentido contrario: u · v = u × v En el espacio, consideramos el cubo ABCDEFGH de lado 1 representado al lado, donde los puntos I y J son respectiva-mente los medios de los segmen-tos [ GH ] y [ AD ] . Utilizando las propiedades del cubo y del cuadrado, determine el valor de los productos es-calares: a EH · DH b AB · DC c BC · GF 6. Fórmula de bilinealidad https://chingmath.fr chapExoCorrec/6752 sacados/6752 ABCDEFGHIJKLMN chapExoCorrec/8891 sacados/8891 IABCDEFGH chapExoCorrec/8892 sacados/8892 ABCDEFGHIJ
ABCDEFGHIJ HGFEDCBAIJ ABCDEFGHikj E.5410 Propuesta: Sean u , v , w y k números reales. Se tienen las siguientes identidades : u · v = v · u u · v + w = u · v + u · w u · k · v = k · u · v = k u · v En el espacio, consideramos el cubo ABCDEFGH de lado 1 representado al lado, donde los puntos I y J son respectiva-mente los medios de los segmen-tos [ GH ] y [ AD ] . Método: en el cálculo del producto escalar, se utiliza la relación de Chasles para descomponer los dos vectores en vectores colineales u ortogonales entre sí. Esto facilita el cálculo de los productos escalares. He aquí un ejemplo : Para calcular el producto escalar IE · GF , se utiliza la de-scomposición del vector IE : IE = IH + HE Entonces se puede escribir : IE · GF = IH + HE · GF = IH · GF + HE · GF = 0 + HE × GF = 0 + 1 × 1 = 1 Utilizando también la relación de Chasles, determine el valor de los siguientes productos escalares : a AF · HG b JF · AB c IJ · EF E.4188 En este ejercicio, se pide al candidato que responda con ˇVERDADER o ˇFALSOı, sin justificación, a una lista de afirmaciones. Cada respuesta que se ajuste a la realidad matemática da 0 ; 4 puntos. Cada re-spuesta errónea resta 0 ; 1 puntos. La ausencia de respuesta no se contabiliza. El total no puede ser negativo. Se da el cubo ABCDEFGH , con aristas de longitud 1 , y los puntos medios I y J de las aristas [ AB ] y [ CG ] . Los elemen-tos útiles de la figura se muestran al lado. El candidato debe evaluar cada una de las 10 afirmaciones siguientes. Affirmation Vrai Faux 1 AC · AI = 1 2 2 AC · AI = AI · AB 3 AB · IJ = AB · IC 4 AB · IJ = AB × IC × cos ı 3 7. Cálculo del producto escalar E.8890 En el espacio con un sistema de referencia ortonormal. 1 Consideremos los dos vectores u 1 ; 2 ; 3 y v 2 ; 1 ; 1 , determinar el producto escalar u · v . 2 Consideremos los dos vectores w 2 ; 0 ; 1 y t 1 ; 1 ; 1 , determinar el producto escalar w · t . E.8921 Propuesta: para cualquier vector u y v : u 2 = u 2 u · v = 1 2 · u + v 2 u 2 v 2 u · v = 1 2 · u 2 + v 2 u v 2 u · v = 1 4 · u + v 2 u v 2 Consideremos el paralelepípedo ABCDEFGH representado a continuación : Equipamos el espacio con el sistema de coordenadas O ; i ; j ; k representado arriba. Entonces tenemos las medidas : AB = 10 ; AD = 5 ; AE = 4 1 Determinar los valores de AC , CG y AC · CG . 2 Deducir la medida de la diagonal [ AG ] . https://chingmath.fr chapExoCorrec/5410 sacados/5410 ABCDEFGHIJ chapExoCorrec/4188 sacados/4188 HGFEDCBAIJ chapExoCorrec/8890 sacados/8890 chapExoCorrec/8921 sacados/8921 ABCDEFGHikj
IJKABCDEFGH ABCDEFGH ABCDEFGHM 8. Producto escalar y ortogonalidad E.2778 En el espacio con un sistema de referencia ortonormal, considera los tres puntos siguientes : A 6 ; 5 ; 1 ; B 4 ; 2 ; 4 ; C 4 ; 7 ; 2 Demuestra que el triángulo ABC es un triángulo rectángulo en C . E.8893 En el espacio, considera el cubo ABCDEFGH que se muestra a continuación y donde los puntos I , J , K son los respectivos puntos medios de los seg-mentos [ AB ] , [ DG ] , [ EH ] . Consideremos el espacio provisto del sistema de referencia D ; DA ; DC ; DH . Demuestra que las rectas ( IJ ) y ( CK ) son ortogonales. E.8920 Considera el paralelepípedo ABCDEFGH que se muestra a continuación donde : AB = a con a R + ; AD = 1 ; AE = 1 1 Justifica que las rectas ( HB ) y ( AG ) son coplanarias. 2 Determina el valor de a para que las rectas ( HB ) y ( AG ) sean perpendiculares. 9. Determinar la medida de un ángulo E.4082 El espacio se refiere a un O ; i ; j ; k marco de referencia ortonormal directo. Consideremos los puntos : A 2 ; 0 ; 1 ; B 1 ; 2 ; 1 ; C 2 ; 2 ; 2 1 Calcula el producto escalar AB · AC y luego las longitudes AB y AC . 2 Deduce la medida del ángulo BAC , redondeada al grado más próximo. 3 Justifica que los puntos A , B y C no están alineados. E.4310 En un sistema de coordenadas ortonormales del espacio, consideramos los tres puntos : E 2 ; 1 ; 3 ; F 1 ; 1 ; 2 ; G 1 ; 3 ; 1 Indique si la siguiente afirmación es verdadera o falsa y justi-fique su respuesta : una medida en grados del ángulo geométrico FEG , re-dondeada al grado, es 50 o . E.6967 Consideremos un cubo ABCDEFGH cuya representación en perspectiva caballada se muestra a continuación : Las aristas tienen una longitud de 1 . El espacio se refiere al sistema de coordenadas ortonormales D ; DA ; DC ; DH A cada número real x del intervalo 0 ; 1 se le asocia el punto M del segmento [ DF ] tal que : DM = x · DF Nos interesa la evolución de la medida en radianes del án-gulo EMB cuando el punto M recorre el segmento [ DF ] . Tenemos : 0 ı 1 ¾Cuál es el valor de si el punto M coincide con el punto https://chingmath.fr chapExoCorrec/2778 sacados/2778 chapExoCorrec/8893 sacados/8893 IJKABCDEFGH chapExoCorrec/8920 sacados/8920 ABCDEFGH chapExoCorrec/4082 sacados/4082 Extrait de Nouvelle-Caledonie Mars 2011 chapExoCorrec/4310 sacados/4310 chapExoCorrec/6967 sacados/6967 Extrait Liban Juin 2017 ABCDEFGHM
ABCDEFGHIJK D ? ¾Y con el punto F ? 2 Supongamos que el punto M tiene como coordenadas M ( x ; x ; x ) . Demostrar que : cos( )= 3 · x 2 4 · x +1 3 · x 2 4 · x +2 (Para ello, podemos fijarnos en el producto escalar de los vectores ME y MB ) E.10377 En el espacio provisto de un sistema de referencia ortonormal, considera los tres puntos : A 5 ; 3 ; 1 ; B 1 ; 2 ; 3 ; C 4 ; 3 ; 1 1 Demuestra que el triángulo ABC es rectángulo en A . 2 Calcula el producto escalar BA · BC y luego las longi-tudes AB y BC . 3 Deduce la medida en grados del ángulo ABC redondeado al grado. E.10378 En el espacio con un sistema de referen- cia ortonormal, considera los tres puntos : A 2 ; 4 ; 0 ; B 8 ; 5 ; 1 ; C 3 ; 3 ; 1 1 Demuestra que el triángulo ABC es rectángulo en A . 2 Calcula el producto escalar BA · BC y luego las longi-tudes AB y BC . 3 Deduce la medida en grados del ángulo ABC redondeado al grado. E.10379 En el espacio provisto de un sistema de coordenadas ortonormales, consideramos los tres puntos : A 1 ; 3 ; 5 ; B 0 ; 2 ; 2 ; C 1 ; 3 ; 5 1 Demuestra que el triángulo ABC es rectángulo en A . 2 Calcular el producto escalar BA · BC y luego las longi-tudes AB y BC . 3 Deduzca la medida en grados del ángulo ABC re-dondeada al grado. 10. Vectores normales a un plano E.5411 Definición : Sea P un plano del espacio que admite los vectores u y v no colineales como vectores directores. Un vector n se dice normal al plano P si es ortogonal a cada uno de los vectores u y v . En el espacio provisto de un sistema de coordenadas ortonor-males O ; i ; j ; k , consideramos los tres puntos A , B y C con coordenadas : A 0 ; 1 ; 1 ; B 1 ; 1 ; 8 ; C 1 ; 0 ; 0 1 Determinar los productos escalares AB · u y AC · u . 2 ¾Qué se puede decir del vector u 3 ; 2 ; 1 en relación con el plano ( ABC ) ? E.5412 En el espacio provisto de un sis-tema de referencia O ; i ; j ; k ortonormal, consideremos los tres puntos A , B y C de coordenadas : A 1 ; 0 ; 0 ; B 1 ; 1 ; 1 ; C 7 ; 2 ; 1 Demuestra que el vector u 1 ; 2 ; 2 es un vector normal al plano ( ABC ) . E.8900 ABCDEFGH denota un cubo de lado 1 . El punto I es la mitad del segmento [ BF ] . El punto J es la mitad del segmento [ BC ] . El punto K es la mitad del segmento [ CD ] . Arriba está el plano ( IJK ) . El espacio está referido al sistema de referencia A ; AB ; AD ; AE . 1 Da las coordenadas A , G , I , J y K en este marco de referencia. 2 Demostrar que el vector AG es normal al plano ( IJK ) . 11. Determinar un vector normal a un plano E.8919 En el plano dotado de un sistema de referencia O ; i ; j ; k ortonormal, consideremos un plano ( P ) que admite los vectores u 2 ; 1 ; 1 y v 2 ; 1 ; 2 no colineales como vectores directores. Sea n ( x ; y ; z ) un vector normal al plano ( P ) . 1 Demuestra que las coordenadas del vector n verifican el sistema : https://chingmath.fr sacados/10377 sacados/10378 sacados/10379 chapExoCorrec/5411 sacados/5411 chapExoCorrec/5412 sacados/5412 chapExoCorrec/8900 sacados/8900 ABCDEFGHIJK chapExoCorrec/8919 sacados/8919
ABCDEFGHIJ ABCDEFGHI 2 x + y + z = 0 2 x y 2 z = 0 2 Anotamos n el vector normal al plano ( P ) te-niendo como dimensión 1 y anotamos sus coordenadas : n x ; y ; 1 a Determina las coordenadas del vector n . b Proponer un vector n  normal al plano ( P ) de coor-denadas enteras. E.5415 En el espacio provisto de un sistema de referencia O ; i ; j ; k , consideremos los tres puntos A , B y C de coordenadas : A 2 ; 1 ; 1 ; B 1 ; 3 ; 1 ; C 1 ; 1 ; 1 1 Demuestra que los puntos A , B y C definen un plano. 2 Determina un vector distinto de cero u con coordenadas enteras y ortogonal al plano ( ABC ) . E.8901 El espacio está referido al sistema de referencia ortonormal O ; i ; j ; k . Para cada una de las preguntas, determine las coordenadas de un vector n distinto de cero y ortogonal a los dos vectores u y v : u 5 ; 0 ; 1 et v 1 ; 1 ; 2 . E.8902 Considera el paralelepípedo rectan-gular ABCDEFGH que se muestra a continuación : Los puntos I y J son los respectivos puntos medios de los segmentos [ AE ] y [ AB ] . Los puntos medios de las distintas aristas se muestran en la figura. 1 Muestra la sección del plano ( DIF ) y el paralelepípedo. Justifica tu construcción. 2 Se da al plano el sistema de referencia A ; AJ ; AD ; AE ortonormal. Determinar un vector n , de coordenadas enteras, normal al plano ( DIF ) . 12. Proyección ortogonal sobre un plano E.8905 Definición - propuesta: En el espacio provisto, consideramos un punto A y un plano ( P ) . Se denomina proyección ortogonal del punto A sobre el plano ( P ) , al único punto M de intersección del plano P con la recta que pasa por el punto A y es ortogonal al plano P Corolario : en el espacio, consideramos un punto A y un plano ( P ) . La proyección H del punto A sobre el plano ( P ) es el único punto del punto ( P ) tal que la recta ( AH ) es ortogonal al plano ( P ) . ABCDEFGH es el cubo de arista 1 representado en la hoja adjunta que se completará y entregará con la copia. El espacio se refiere al sistema de coordenadas ortonormales A ; AB ; AD ; AE . Consideremos el punto I de coordenadas I 1 3 ; 1 3 ; 1 3 . 1 a Establezca la igualdad : 1 3 · DB + 1 3 · DE = DI b Demuestre que el punto I pertenece al plano ( BDE ) . 2 Demostrar que el punto I es la proyección del punto A en el plano ( BDE ) . E.8918 En el plano provisto de una O ; i ; j ; k ortonormal, consideremos el punto M 5 ; 2 ; 1 y el plano ( P ) que pasa por el punto A 5 ; 6 ; 6 y admitiendo el vector n 2 ; 1 ; 2 como vector normal. Demostrar que el punto H 1 ; 0 ; 5 es la proyección ortog-onal del punto M sobre el plano ( P ) . https://chingmath.fr chapExoCorrec/5415 sacados/5415 chapExoCorrec/8901 sacados/8901 chapExoCorrec/8902 sacados/8902 ABCDEFGHIJ chapExoCorrec/8905 sacados/8905 ABCDEFGHI chapExoCorrec/8918 sacados/8918
HGFEDCBAIJ E.8909 Consideremos el cubo ABCDEFGH , con aristas de longitud 1 , y denotemos por I y J los puntos medios de las aristas [ AB ] y [ CG ] . Utilizaremos el sistema de coordenadas A ; AB ; AD ; AE Denotemos por M el punto de coordenadas : M 1 2 ; 2 5 ; 4 5 1 Demostrar que el punto M es la proyección del punto I sobre el plano ( EFJ ) 2 Demuestre que el volumen del tetraedro EFIJ es igual a 1 6 . E.10380 En el espacio provisto de un sistema de coordenadas ortonormales, consideramos el punto A 1 ; 2 ; 3 y el plano P cuya ecuación es : P : 2 · x 2 · y 4 · z + 2 = 0 Demuestre que el punto H 2 ; 1 ; 1 es la proyección ortogonal del punto A sobre el plano P . E.10381 En el espacio con un sistema de coor-denadas ortonormal, considera el punto A 19 ; 11 ; 6 y el plano P con ecuación : P : 6 · x + 4 · y + z 5 = 0 Demuestra que el punto H 1 ; 1 ; 3 es la proyección ortog-onal del punto A sobre el plano P . E.10382 En el espacio provisto de un sistema de coordenadas ortonormales, consideramos el punto A 1 ; 2 ; 2 y el plano P cuya ecuación es : P : x + 2 · y + 3 · z 5 = 0 Demuestre que el punto H 4 7 ; 8 7 ; 5 7 es la proyección ortog-onal del punto A sobre el plano P . E.10383 En el espacio dotado de un sistema de referencia ortonormal, consideremos el punto A 3 ; 3 ; 3 y el plano P admitiendo como ecuación cartesiana : 2 · x y + z + 1 = 0 Determina las coordenadas del punto H proyectado ortogo-nalmente desde el punto A sobre el plano P . E.10384 En el espacio con un sistema de refer-encia ortonormal, consideremos el punto A 8 3 ; 4 3 ; 8 3 y el plano P con ecuación cartesiana : x + 2 · y z + 2 = 0 Determina las coordenadas del punto H proyectado ortogo-nalmente desde el punto A sobre el plano P . E.10385 En el espacio con un sistema de coorde-nadas ortonormal, considere el punto A 2 ; 3 ; 3 y el plano P cuya ecuación cartesiana es : 2 · x + y + 4 · z 2 = 0 Determinar las coordenadas del punto H proyectado ortogo-nalmente desde el punto A sobre el plano P . E.10386 hacer 13. Distancia de un avión E.8910 Propuesta: En el espacio provisto, consideramos un punto A y un plano ( P ) . Denotamos por H la proyección ortogonal del punto A sobre el plano ( P ) . La distancia AH tiene por valor: AH = AB · n n Definición : En el espacio, consideramos un punto A y un plano ( P ) , se denomina distancia del punto A al plano ( P ) , la distancia del punto AH donde el punto H es la proyección ortogonal del punto A sobre el plano ( P ) En el espacio provisto de un sistema de coordenadas ortonor-males O ; i ; j ; l , consideramos los cuatro puntos : A 2 ; 2 ; 0 ; B 4 ; 4 ; 1 ; C 5 ; 2 ; 1 ; M 6 ; 4 ; 4 1 Demuestre que los puntos A , B , C no están alineados. 2 Demostrar que el vector n 2 ; 1 ; 2 es un vector normal al plano ( ABC ) . 3 Determinar la distancia del punto M al plano ( ABC ) . https://chingmath.fr chapExoCorrec/8909 sacados/8909 HGFEDCBAIJ sacados/10380 chapExoCorrec/10381 sacados/10381 sacados/10382 sacados/10383 sacados/10384 sacados/10385 sacados/10386 fichierPlus/10386/ chapExoCorrec/8910 sacados/8910
ABCDEFGHI IHHGFEDCBA ABCDEFGHIJ E.8906 Consideremos un cubo ABCDEFGH , con aristas de longitud 1 . Denotemos por I el punto de inter-sección de la recta ( EC ) y el plano ( AFH ) . En el espacio, consideramos el cubo ABCDEFGH represen-tado a continuación y utilizamos el sistema de coordenadas ortonormales D ; DA ; DC ; DH . Denotamos por I la proyección ortogonal del punto E sobre el plano ( AFH ) . 1 Justifique que la recta ( EC ) es ortogonal al plano ( AHF ) . 2 Compruebe que la distancia del punto E al plano ( AFH ) es igual a 3 3 . E.8911 Proposición: La proyección ortogonal H de un punto A sobre un plano P es el único punto del plano P más próximo a A . Consideremos el cubo ABCDEFGH que se muestra a con-tinuación y el espacio está referido al sistema de referencia ortonormal A ; AB ; AD ; AE . Denotamos I al punto de coordenadas 1 3 ; 1 ; 1 y la sección por el plano ( FHI ) se muestra sombreada. 1 Demostrar que el vector n de coordenadas 3 ; 3 ; 2 es normal al plano ( ACI ) 2 Determina la distancia del punto F al plano. 3 Sea H la proyección ortogonal del punto F sobre el plano ( ACI ) . Demostrar que el punto H tiene coordenadas : H 7 22 ; 15 22 ; 12 22 14. Proyección ortogonal sobre una línea E.8915 Definición - proposición: En el espacio, consideramos un punto A y una recta ( d ) con vector director u . Se denomina proyección ortogonal del punto A sobre la recta ( d ) , el punto de intersección de la recta ( d ) con el plano que pasa por el punto A y que tiene u como vector normal. Corolario : en el espacio, consideramos una recta ( d ) y un punto A que no pertenece a ( d ) . La proyección ortog-onal del punto A sobre la recta ( d ) es el único punto M perteneciente a ( d ) y tal que el vector AM es ortogonal a cualquier vector director de la recta ( d ) . En el espacio provisto de un sistema de coordenadas ortonor-males O ; ; i ; j , consideramos los tres puntos : A 7 ; 3 ; 0 ; B 6 ; 1 ; 8 ; C 4 ; 4 ; 2 Consideramos el punto H 2 ; 1 ; 4 . 1 Demostrar que el punto H pertenece a la recta ( BC ) . 2 Establecer que H es la proyección ortogonal del punto A sobre la recta ( BC ) . E.8903 ABCDEFGH denota un cubo de lado 1 , el punto I es el punto medio del segmento [ BF ] y el punto J es el punto medio del segmento [ AG ] . El espacio está referido al sistema de referencia A ; AB ; AD ; AE . 1 Establece que el punto J es el punto proyectado del punto I sobre la recta ( AG ) . https://chingmath.fr chapExoCorrec/8906 sacados/8906 ABCDEFGHI chapExoCorrec/8911 sacados/8911 IHHGFEDCBA chapExoCorrec/8915 sacados/8915 sacados/8903 ABCDEFGHIJ
ABCDSI 2 Determina la distancia IJ . E.8916 En el espacio, consideremos la pirámide ABCDS con base cuadrada y caras laterales que son todas triángulos equiláteros. Denotamos I el centro del segmento [ AB ] . El espacio recibe el marco de referencia A ; AB ; AD ; k ortonormal directo. 1 Justifica que el vector CS tiene coordenadas : CS 1 2 ; 1 2 ; 2 2 Observa H ( x ; y ; z ) la proyección ortogonal del punto A sobre la recta ( CS ) . 2 Justifica que existe un real k que permite escribir las co-ordenadas del punto H : H 1 2 · k +1 ; 1 2 · k +1 ; 2 2 · k 3 Deduce las coordenadas del punto H . 15. Distancia de una línea recta E.8912 Proposición: en el espacio provisto de un sistema de ref-erencia ortonormal, consideremos una recta ( d ) que pasa por un punto A y tiene como vector director u y B otro punto del plano. Denotando H el punto proyectado B so-bre la recta ( d ) , tenemos : BH = BA BA · u u 2 u Definición : en el espacio provisto de un sistema de refer-encia ortonormal, consideramos una recta ( d ) y un punto B en el espacio. Llamamos distancia del punto B a la recta ( d ) , la distancia BH donde H es la proyectada del punto B sobre la recta ( d ) . El espacio está referido a un sistema de referencia O ; i ; j ; k ortonormal y se consideran los puntos A , B y C cuyas coordenadas son : A 5 ; 0 ; 1 ; B 5 ; 2 ; 8 ; C 7 ; 4 ; 4 Establece que el punto A está a una distancia 3 de la recta ( BC ) . E.8914 Proposición: el proyecto ortogonal H del punto A de la recta ( d ) es el único punto de la recta ( d ) más cercano al punto A . El espacio está referido a un sistema de referencia O ; i ; j ; k ortonormal y consideramos los puntos A , B y C cuyas coordenadas son : A 3 ; 4 ; 7 ; B 5 ; 1 ; 6 ; C 1 ; 3 ; 2 Denotamos por H la proyección ortogonal del punto A sobre la recta ( BC ) . 1 Determina la distancia del punto A a la recta ( BC ) . 2 Establece que el punto H tiene coordenadas : H 3 ; 2 ; 4 https://chingmath.fr chapExoCorrec/8916 sacados/8916 ABCDSI chapExoCorrec/8912 sacados/8912 chapExoCorrec/8914 sacados/8914
ABCDEFGHI HGFEDCBAIIR HGFEDCBA E.8907 ABCDEFGH denota un cubo de lado 1 , el punto I es el punto medio del segmento [ BF ] . El espacio está referido al sistema de referencia A ; AB ; AD ; AE . Determina la distancia del punto I a la recta ( AG ) . E.8904 Considera el cubo ABCDEFGH que se muestra en la hoja adjunta. A lo largo del ejerci-cio, el espacio se refiere al sistema de referencia ortonormal A ; AB ; AD ; AE . Sea I el punto de coordenadas 1 3 ; 1 ; 1 y R la proyección ortogonal de I sobre la recta ( AC ) . 1 Establece que : IR = 11 3 . 2 El punto R perteneciente a la recta ( AC ) , existe un t real tal que : AR = t · AC a Expresa las coordenadas del punto R en función de t . b Utilizando la pregunta 1 , determina las coordenadas del punto R . E.4100 El espacio está referido a un sistema de referencia ortonormal O ; i ; j ; k . Los puntos A , B y C tienen las coordenadas : A 1 ; 2 ; 4 ; B 2 ; 6 ; 5 ; C 4 ; 0 ; 3 Denotamos por H la proyección ortogonal del punto O sobre la recta ( BC ) . Sea t el número real tal que : BH = t · BC 1 Demuestre que : t = BO · BC BC 2 2 Deduce el real t y las coordenadas del punto H . 16. Producto escalar y relación vectorial E.4094 Considera un tetraedro ABCD y denota H la proyección ortogonal del punto A sobre el plano ( BCD ) . Demostrar que, si las alturas del tetraedro ABCD que surgen de los puntos A y B son concurrentes, entonces la recta ( BH ) es una altura del triángulo BCD . 17. Ejercicios no clasificados E.4247 Consideremos un cubo ABCDEFGH con aristas de longitud 3 . Elegimos el sistema de coordenadas ortonormales D ; i ; j ; k tal que : i = 1 3 · DA ; j = 1 3 · DC ; k = 1 3 · DH https://chingmath.fr chapExoCorrec/8907 sacados/8907 ABCDEFGHI chapExoCorrec/8904 sacados/8904 HGFEDCBAIIR sacados/4100 chapExoCorrec/4094 sacados/4094 sacados/4247 Extrait de Polynesie Septembre 2007 HGFEDCBA
1 Determinar las coordenadas del punto L baricentro del sistema ( C ; 2) ; ( E ; 1) . Se admite que los vectores AE y DL tienen las siguientes co-ordenadas : AE 0 ; 0 ; 3 ; DL 1 ; 2 ; 1 Sea ( a ; b ) un par de números reales. Se denota M el punto de la recta ( AE ) tal que : AM = a · AE y N el punto de la recta ( DL ) tal que : DN = b · DL 2 Demostrar que los vectores MN son ortogonales a los vectores AE y DL si y solo si el par ( a ; b ) verifica el sis-tema : a + 2 b = 1 3 a b = 0 3 De ello se deduce que existe un único punto M 0 de ( AE ) y un único punto N 0 de ( DL ) tales que la recta ( M 0 N 0 ) sea ortogonal a las rectas ( AE ) y ( DL ) . 4 Determinar las coordenadas de los puntos M 0 y N 0 y luego calcular la distancia M 0 N 0 . E.4034 El espacio está referido al sistema de referencia ortonormal O ; i ; j ; k . La esfera de centro A 1 ; 1 ; 1 y radio 10 es tangente al plano P de ecuación x + y + z =0 . E.4110 El espacio se refiere al sistema de coordenadas ortonormales O ; i ; j ; k . Consideremos un plano ( P ) que admite los vectores u y v no colineales como vectores directores y cuyas coordenadas son : u 2 ; 1 ; 3 et v 1 ; 1 ; 1 . Se denota por n ( x ; y ; z ) un vector normal al plano ( P ) 1 Justifique que las coordenadas del vector n son solu-ciones del sistema de ecuaciones : 2 x y + 3 z = 0 x + y + z = 0 2 a Eligiendo z =1 , determine las coordenadas del único vector n 1 normal al plano y cuya coordenada es 1 . b Determine las coordenadas de otro vector n normal al plano ( P ) . c ¾Qué se puede decir de los vectores n 1 y n ? E.4130 Consideremos el espacio provisto de un sistema de referencia O ; i ; j ; j ortonormal. Consideremos la recta ( d ) que pasa por el punto A 1 ; 2 ; 3 y admitiendo como vector director el vector u 2 ; 0 ; 1 . Siendo M el punto del espacio de coordenadas 1 ; 1 ; 13 , determina las coordenadas de la proyección H del punto M sobre la recta ( d ) . E.8908 Consideremos el espacio provisto de un sistema de referencia O ; i ; j ; j ortonormal. Sea ( P ) el plano que admite como ecuación cartesiana : 3 · x y + 2 · z = 0 Consideremos el punto N 15 ; 1 ; 6 . Determine las coorde-nadas del punto I proyectado ortogonalmente desde el punto N en el plano ( P ) . https://chingmath.fr sacados/4034 Extrait Antilles-Guyane Septembre 2010 chapExoCorrec/4110 sacados/4110 chapExoCorrec/4130 sacados/4130 chapExoCorrec/8908 sacados/8908