- Surface usuelle (2 exercices)
- Intersection d'une surface et d'un plan (8 exercices)
- Volume (1 exercice)
- Annales - Etude de surfaces (1 exercice)
- Annales - Surfaces et arithmetiques (5 exercices)
- Annales - Volume (2 exercices)
E.4114
Dans
l’espace
muni
d’un
repère
orthonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
,
on
considère
les
points
:
A
1
;
3
;
2
;
B
4
;
6
;
−
4
et
le
cône
(Γ)
d’axe
O
;
−→
k
,
de
sommet
O
et
contenant
le
point
A
.
1
Montrer
qu’une
équation
de
(Γ)
est
:
x
2
+
y
2
=
5
2
·
z
2
2
Soit
(
P
)
le
plan
parallèle
au
plan
(
xOy
)
et
contenant
le
point
B
.
a
Déterminer
une
équation
de
(
P
)
.
b
Préciser
la
nature
de
l’intersection
(
C
1
)
de
(
P
)
et
de
(Γ)
.
E.4117
Dans
l’espace
muni
du
repère
or-thonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
,
on
note
S
la
surface
d’équation
:
z
=
x
2
+
2
·
x
+
y
2
+
1
Dire
si,
oui
ou
non,
ˇ
la
section
de
S
avec
le
plan
d’équation
z
=5
est
un
cercle
de
centre
A
de
coordonnées
−
1
;
0
;
5
et
de
rayon
5
ı.
E.4138
L’espace
est
muni
d’un
repère
orthonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
.
Étude
de
la
surface
S
d’équation
z
=
−
1
4
·
x
·
y
1
On
coupe
S
par
le
plan
(
xOy
)
.
Déterminer
la
section
obtenue.
2
On
coupe
S
par
un
plan
P
parallèle
au
plan
(
xOy
)
.
Quelle
est
la
nature
de
la
section
obtenue?
3
Indication
:
dans
cette
question,
toute
trace
de
recherche
même
incomplète,
ou
d’initiative
même
in-fructueuse
sera
prise
en
compte
dans
l’évaluation.
On
coupe
S
par
le
plan
d’équation
x
+
y
=0
.
Quelle
est
la
nature
de
la
section
obtenue?
E.4135
Dans
le
repère
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
,
S
est
la
surface
d’équation
:
4
·
z
=
x
·
y
.
Les
figures
suivantes
représentent
les
intersections
de
S
avec
certains
plans
de
l’espace.
1
S
1
désigne
la
section
de
la
surface
S
par
le
plan
(
xOy
)
.
Une
des
figures
données
représente
S
1
laquelle?
2
S
2
désigne
la
section
de
S
par
le
plan
R
d’équation
z
=1
.
Une
des
figures
données
représente
S
2
,
laquelle?
3
S
3
désigne
la
section
de
S
par
le
plan
d’équation
y
=8
.
Une
des
figures
données
représente
S
3
,
laquelle?
E.4136
Pour
chacune
des
questions
suiv-antes,
indiquer
si
l’affirmation
proposée
est
vraie
ou
fausse
et
justifier
la
réponse.
L’espace
est
muni
d’un
repère
orthonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
.
1
E
est
l’ensemble
des
points
M
de
l’espace
dont
les
coor-données
(
x
;
y
;
z
)
vérifient
l’équation:
z
=
x
2
+
y
2
.
On
note
S
la
section
de
E
par
le
plan
d’équation
y
=
3
.
Affirmation
:
S
est
un
cercle.
2
P
est
la
surface
d’équation
x
2
+
y
2
=3
·
z
2
Affirmation
:
O
est
le
seul
point
d’intersection
de
P
avec
le
plan
(
yOz
)
à
coordonnées
entières.
E.4311
L’espace
est
muni
d’un
repère
or-thonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
.
On
considère
la
surface
S
dont
une
équation
est
:
z
=
4
·
x
·
y
Montrer
que
la
section
de
la
surface
S
par
le
plan
d’équation
z
=0
est
la
réunion
de
deux
droites
orthogonales.
3.
Volume
E.4140
Pour
chacune
des
deux
proposi-tions
suivantes,
indiquer
si
elle
est
vraie
ou
fausse
et
donner
une
démonstration
de
la
réponse
choisie.
Une
réponse
non
démontrée
ne
rapporte
aucun
point.
L’espace
est
rapporté
à
un
repère
or-thonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
.
La
surface
Σ
ci-contre
a
pour
équation
:
z
=
x
2
+
y
2
1
La
section
de
la
surface
Σ
et
du
plan
d’équation
x
=
–
,
où
–
est
un
réel,
est
une
hyperbole.
2
Le
plan
d’équation
z
=
9
·
2
2
partage
le
solide
délimité
par
Σ
et
le
plan
d’équation
z
=9
en
deux
solides
de
même
volume.
Rappel
.
Soit
V
le
volume
du
solide
délimité
par
Σ
et
les
plans
d’équations
z
=
a
et
z
=
b
où
0
a
b
9
.
V
est
donné
par
la
formule
V
=
b
a
S
(
k
)
d
k
où
S
(
k
)
est
l’aire
de
la
section
du
solide
par
le
plan
d’équation
z
=
k
où
k
∈
a
;
b
.
https://chingmath.fr
chapExoCorrec/4114
sacados/4114
chapExoCorrec/4117
sacados/4117
chapExoCorrec/4138
sacados/4138
Extrait d'Ameriques du Sud
Novembre 2008
chapExoCorrec/4135
sacados/4135
Extrait Centres Etrangers
Juin 2009
Figure no1Figure no2Figure no3Figure no4
chapExoCorrec/4136
sacados/4136
Extrait d'Antilles-Guyanes
Juin 2009
sacados/4311
chapExoCorrec/4140
sacados/4140
Extrait de Liban
Mai 2008
O−i−j−k
4.
Annales
-
Etude
de
surfaces
E.4143
L’espace
(
E
)
est
muni
d’un
repère
orthonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
.
On
considère
les
points
:
A
0
;
5
;
5
;
B
0
;
0
;
10
1
Dans
cette
question,
on
se
place
dans
le
plan
P
0
d’équation
x
=
0
rapporté
au
repère
O
;
−→
i
;
−→
j
.
On
note
C
le
cercle
de
centre
B
et
passant
par
A
.
Démontrer
que
la
droite
(
OA
)
est
tangente
au
cercle
C
.
2
On
nomme
S
la
sphère
engendrée
par
la
rotation
du
cer-cle
C
autour
de
l’axe
(
Oz
)
et
Γ
le
cône
engendré
par
la
rotation
de
la
droite
(
OA
)
autour
de
l’axe
(
Oz
)
.
a
Démontrer
que
le
cône
Γ
admet
pour
équation
:
x
2
+
y
2
=
z
2
b
Déterminer
l’intersection
du
cône
Γ
et
de
la
sphère
S
.
Préciser
la
nature
de
cette
intersection
et
ses
éléments
caractéristiques.
c
Illustrer
ces
objets
par
un
schéma
dans
l’espace.
3
On
coupe
le
cône
Γ
par
le
plan
P
1
d’équation
x
=1
.
Dans
P
1
,
l’une
des
trois
figures
ci-dessous
représente
cette
intersection.
Identifier
cette
figure
en
donnant
les
justifications
néces-saires.
4
Soit
M
(
x
;
y
;
z
)
un
point
du
cône
Γ
dont
les
coordonnées
sont
des
entiers
relatifs
non
nuls.
Démontrer
que
x
et
y
ne
peuvent
pas
être
simultanément
impairs.
5.
Annales
-
Surfaces
et
arithmetiques
E.4087
Partie
A
On
considère,
dans
un
repère
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
de
l’espace,
la
surface
S
d’équation
:
z
=
x
−
y
)
2
1
On
note
E
1
l’intersection
de
S
avec
le
plan
P
1
d’équation
z
=0
.
Déterminer
la
nature
de
E
1
.
2
On
note
E
2
l’intersection
de
S
avec
le
plan
P
2
d’équation
x
=1
.
Déterminer
la
nature
de
E
2
.
Partie
B
On
considère,
dans
un
repère
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
de
l’espace,
la
surface
S
d’équation
:
z
=
x
·
y
1
On
note
E
3
l’intersection
de
S
avec
le
plan
P
1
d’équation
z
=0
.
Déterminer
la
nature
de
E
3
.
2
On
note
E
4
l’intersection
de
S
avec
le
plan
P
3
d’équation
z
=1
.
Déterminer
la
nature
de
E
4
.
Partie
C
On
note
E
5
l’intersection
de
S
et
S
.
Dans
cette
partie,
on
souhaite
démontrer
que
le
seul
point
ap-partenant
à
E
5
dont
les
coordonnées
sont
des
entiers
naturels
est
le
point
O
0
;
0
;
0
.
On
suppose
qu’il
existe
un
point
M
appartenant
à
E
5
et
dont
les
coordonnées
x
,
y
et
z
sont
des
entiers
naturels.
1
Montrer
que
si
x
=0
,
alors
le
point
M
est
le
point
O
2
On
suppose
dorénavant
que
l’entier
x
,
y
et
z
vérifient
:
x
2
−
3
·
x
·
y
+
y
2
=
0
.
En
déduire
qu’il
existe
alors
des
entiers
naturels
x
et
y
premiers
entre
eux
tels
que
:
x
2
−
3
·
x
·
y
+
y
2
=
0
3
Montrer
que
x
divise
y
2
,
puis,
que
x
divise
y
.
4
Établir
que
y
vérifie
la
relation:
1
−
3
·
y
+
y
2
=
0
5
Conclure.
https://chingmath.fr
chapExoCorrec/4143
sacados/4143
Pondichery
Avril 2004
Figure no1Figure no2Figure no3
chapExoCorrec/4087
sacados/4087
Pondichery
Avril 2011
5 points
E.4132
L’espace
est
muni
d’un
repère
or-thonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
j
.
On
considère
la
surface
S
1
d’équation
z
=
x
2
+
y
2
et
la
surface
S
2
d’équation
z
=
x
·
y
+2
·
x
Partie
A
On
note
P
le
plan
d’équation
x
=2
,
E
1
l’intersection
de
la
surface
S
1
et
du
plan
P
et
E
2
l’intersection
de
la
surface
S
2
et
du
plan
P
.
En
annexe,
le
plan
P
est
muni
du
repère
A
;
−→
i
;
−→
j
où
A
est
le
point
de
coordonnées
2
;
0
;
0
.
1
a
Déterminer
la
nature
de
l’ensemble
E
1
.
b
Déterminer
la
nature
de
l’ensemble
E
2
.
2
a
Représenter
les
ensembles
E
1
et
E
2
sur
la
feuille
an-nexe
.
b
Dans
le
repère
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
donner
les
coordonnées
des
points
d’intersection
B
et
C
des
ensembles
E
1
et
E
2
.
Partie
B
On
pourra
utiliser
sans
démonstration
la
propriété
suivante
:
ˇsoient
a
,
b
et
c
des
entiers
avec
a
premier.
Si
a
divise
b
·
c
alors
a
divise
b
ou
a
divise
c
.ı
L’objectif
de
cette
partie
est
de
déterminer
les
points
d’intersection
M
(
x
;
y
;
z
)
des
surfaces
S
1
et
S
2
où
y
et
z
sont
des
entiers
relatifs
et
x
un
entier
premier.
On
considère
un
tel
point
M
(
x
;
y
;
z
)
.
1
a
Montrer
que
:
y
(
y
−
x
)=
x
(2
−
x
)
.
b
En
déduire
que
l’entier
premier
x
divise
y
.
2
On
pose
y
=
k
·
x
avec
k
∈
Z
.
a
Montrer
que
x
divise
2
,
puis,
que
x
=2
.
b
En
déduire
les
valeurs
possibles
de
k
.
3
Déterminer
les
coordonnées
possibles
de
M
et
comparer
les
résultats
avec
ceux
de
la
partie
A
question
2
b
.
E.4137
L’espace
est
muni
d’un
repère
orthonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
.
1
Soient
F
le
point
de
coordonnées
0
;
0
;
1
4
et
P
le
plan
d’équation
z
=
−
1
4
.
On
note
d
(
M;P
)
la
distance
d’un
point
M
au
plan
P
.
Montrer
que
l’ensemble
(
S
)
des
points
M
de
coordonnées
(
x
;
y
;
z
)
qui
vérifient
d
(
M
;
P
)=
MF
a
pour
équation
:
x
2
+
y
2
=
z
.
2
a
Quelle
est
la
nature
de
l’intersection
de
l’ensemble
(
S
)
avec
le
plan
d’équation
z
=2
?
b
Quelle
est
la
nature
de
l’intersection
de
l’ensemble
(
S
)
avec
le
plan
d’équation
x
=0
?
Représenter
cette
intersection
dans
le
repère
O
;
−→
j
;
−→
k
3
Dans
cette
question,
x
et
y
désignent
des
nombres
entiers
naturels.
a
Quels
sont
les
restes
possibles
de
la
division
euclidienne
de
x
2
par
7
?
b
Démontrer
que
7
divise
x
2
+
y
2
si,
et
seulement
si,
7
divise
x
et
7
divise
y
.
4
Indication
:
dans
cette
question,
toute
trace
de
recherche
même
incomplète,
ou
d’initiative
même
non
fructueuse,
sera
prise
en
compte
dans
l’évaluation.
Existe-t-il
des
points
qui
appartiennent
à
l’intersection
de
l’ensemble
(
S
)
et
du
plan
d’équation
z
=
98
et
dont
toutes
les
coordonnées
sont
des
entiers
naturels?
Si
oui,
les
déterminer.
https://chingmath.fr
chapExoCorrec/4132
sacados/4132
chapExoCorrec/4137
sacados/4137
La R&union
Juin 2009
E.4141
Dans
l’espace
muni
d’un
repère
or-thonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
j
,
on
considère
les
points
A
1
;
3
;
2
et
B
4
;
6
;
−
4
et
le
cône
(Γ)
d’axe
O
;
−→
k
,
de
sommet
O
et
contenant
le
point
A
.
Partie
A
1
Montrer
qu’une
équation
de
(Γ)
est
:
x
2
+
y
2
=
5
2
·
z
2
2
Soit
(
P
)
le
plan
parallèle
au
plan
(
xOy
)
et
contenant
le
point
B
,
a
Déterminer
une
équation
de
(
P
)
.
b
Préciser
la
nature
de
l’intersection
(
C
1
)
de
(
P
)
et
de
(Γ)
.
3
Soit
(
Q
)
le
plan
d’équation
y
=3
.
On
note
(
C
2
)
l’intersection
de
(Γ)
et
de
(
Q
)
.
Sans
justification,
recon-naître
la
nature
de
(
C
2
)
parmi
les
propositions
suivantes
:
a
deux
droites
parallèles;
b
deux
droites
sécantes
;
c
une
parabole;
d
une
hyperbole;
e
un
cercle.
Partie
B
Soient
x
,
y
et
z
trois
entiers
relatifs
et
M
le
point
de
coordon-nées
(
x
;
y
;
z
)
.
Les
ensembles
(
C
1
)
et
(
C
2
)
sont
les
sections
définies
dans
la
partie
A
.
1
On
considère
l’équation
(
E
):
x
2
+
y
2
=40
où
x
et
y
sont
des
entiers
relatifs.
a
Résoudre
l’équation
(
E
)
.
b
En
déduire
l’ensemble
des
points
de
(
C
1
)
dont
les
co-ordonnées
sont
des
entiers
relatifs.
2
a
Démontrer
que
si
le
point
M
de
coordonnées
(
x
;
y
;
z
)
où
x
,
y
et
z
désignent
des
entiers
relatifs
est
un
point
de
(Γ)
alors
z
est
divisible
par
2
et
x
2
+
y
2
est
divisible
par
10
.
b
Montrer
que
si
M
est
un
point
de
(
C
2
)
,
intersection
de
(Γ)
et
de
(
Q
)
,
alors:
x
2
≡
1
(
mod.
10)
c
Déterminer
un
point
de
(
C
2
)
,
distinct
de
A
,
dont
les
coordonnées
sont
des
entiers
relatifs.
E.4139
L’espace
est
rapporté
au
repère
orthonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
.
On
nomme
(
S
)
la
surface
d’équation
:
x
2
+
y
2
−
z
2
=
1
1
Montrer
que
la
surface
(
S
)
est
symétrique
par
rapport
au
plan
xOy
.
2
On
nomme
A
et
B
les
points
de
coordonnées
respectives
:
3
;
1
;
−
3
;
−
1
;
1
;
1
a
Déterminer
une
représentation
paramétrique
de
la
droite
(
D
)
passant
par
les
points
A
et
B
.
b
Démontrer
que
la
droite
(
D
)
est
incluse
dans
la
surface
(
S
)
.
3
Déterminer
la
nature
de
la
section
de
la
surface
(
S
)
par
un
plan
parallèle
au
plan
(
xOy
)
.
4
a
On
considère
la
courbe
(
C
)
,
intersection
de
la
sur-face
(
S
)
et
du
plan
d’équation
z
=
68
.
Préciser
les
éléments
caractéristiques
de
cette
courbe.
b
M
étant
un
point
de
(
C
)
,
on
désigne
par
a
son
abscisse
et
par
b
son
ordonnée.
On
se
propose
de
montrer
qu’il
existe
un
seul
point
M
de
(
C
)
tel
que
a
et
b
soient
des
entiers
naturels
vérifi-ant
:
a
<b
;
ppcm
(
a
;
b
)
=
440
.
C’est-à-dire
tel
que
(
a
;
b
)
soit
solution
du
système
:
(1)
:
a
<b
a
2
+
b
2
=
4625
ppcm
(
a
;
b
)
=
440
Montrer
que
si
(
a
;
b
)
est
solution
de
(1)
alors
pgcd
(
a
;
b
)
est
égal
à
1
ou
à
5
.
Conclure.
Indication
:
dans
cette
question
toute
trace
de
recherche
même
incomplète
ou
d’initiative,
même
non
fructueuse
sera
prise
en
compte
dans
l’évaluation.
6.
Annales
-
Volume
E.4199
L’espace
(
E
)
est
muni
d’un
repère
orthonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
.
On
considère
la
surface
T
d’équation
:
x
2
·
y
=
z
avec
−
1
x
1
et
−
1
y
1
.
La
figure
ci-contre
est
une
représentation
de
la
surface
T
dans
le
cube
de
centre
O
et
de
côté
2
.
1
Éléments
de
symétrie
de
la
surface
T
.
a
Montrer
que
si
le
point
M
(
x
;
y
;
z
)
appartient
à
T
,
alors
le
point
M
(
−
x
;
y
;
z
)
appartient
aussi
à
T
.
En
déduire
un
plan
de
symétrie
de
T
.
b
Montrer
que
l’origine
O
du
repère
est
centre
de
symétrie
de
T
.
2
Intersections
de
la
surface
T
avec
des
plans
parallèles
aux
axes.
a
Déterminer
la
nature
des
courbes
d’intersection
de
T
avec
les
plans
parallèles
au
plan
(
xOz
)
.
b
Déterminer
la
nature
des
courbes
d’intersection
de
T
avec
les
plans
parallèles
au
plan
(
yOz
)
.
3
Intersections
de
la
surface
T
avec
les
plans
parallèles
au
plan
(
xOy
)
d’équations
z
=
k
,
avec
k
∈
0
;
1
.
a
Déterminer
l’intersection
de
la
surface
T
et
du
plan
d’équation
z
=0
.
b
Pour
k>
0
,
on
note
K
le
point
de
coordonnées
0
;
0
;
k
.
Déterminer,
dans
le
repère
K
;
−→
i
;
−→
j
,
l’équation
de
la
courbe
d’intersection
de
T
et
du
plan
d’équation
z
=
k
.
c
Tracer
l’allure
de
cette
courbe
dans
le
repère
K
;
−→
i
;
−→
j
.
On
précisera
en
particulier
les
coordon-nées
des
extrémités
de
l’arc.
https://chingmath.fr
chapExoCorrec/4141
sacados/4141
Polynesie
Juin 2007
chapExoCorrec/4139
sacados/4139
Ameriques du Nord
Mai 2008
chapExoCorrec/4199
sacados/4199
4
On
note
(
D
)
le
domaine
formé
des
points
du
cube
unité
situés
sous
la
surface
T
:
(
D
)=
M
(
x
;
y
;
z
)
∈
(
E
)
⏐
⏐
⏐
0
x
1
;
0
y
1
;
0
z
x
2
·
y
a
Pour
0
<k
1
,
le
plan
d’équation
z
=
k
coupe
le
do-maine
(
D
)
selon
une
surface
qu’on
peut
visualiser
sur
le
graphique
de
la
question
3
c
.
C’est
l’ensemble
des
points
M
du
cube
d’unité
de
co-ordonnées
(
x
;
y
;
z
)
tels
que
:
y
k
x
2
et
z
=
k
.
Calculer
en
fonction
de
k
l’aire
S
(
k
)
exprimée
en
unités
d’aire
de
cette
surface.
b
On
pose
S
(0)=1
;
calculer
en
unités
de
volume,
le
vol-ume
V
du
domaine
(
D
)
.
On
rappelle
que
:
V
=
1
0
S
(
k
)
dk
.
E.4319
Partie
A
:
Restitution
organ-isée
de
connaissances
1
Pré-requis
:
tout
nombre
entier
n
strictement
supérieur
à
1
admet
au
moins
un
diviseur
premier.
Démontrer
que
tout
nombre
entier
n
strictement
supérieur
à
1
est
premier
ou
peut
se
décomposer
en
pro-duit
de
facteurs
premiers
(on
ne
demande
pas
de
démon-trer
l’unicité
de
cette
décomposition)
.
2
Donner
la
décomposition
en
produit
de
facteurs
premiers
de
629
.
Partie
B
Dans
un
repère
orthonormé
O
;
−→
i
;
−→
j
;
−→
k
,
on
considère
les
surfaces
Γ
et
C
d’équations
respectives
:
Γ
:
z
=
x
·
y
;
C
:
x
2
+
z
2
=
1
1
Donner
la
nature
de
la
surface
C
et
déterminer
ses
élé-ments
caractéristiques.
2
Points
d’intersection
à
coordonnées
entières
des
surfaces
Γ
et
C
.
a
Démontrer
que
les
coordonnées
(
x
;
y
;
z
)
des
points
d’intersection
de
Γ
et
de
C
sont
telles
que
:
x
2
·
1
+
y
2
=
1
b
En
déduire
que
Γ
et
C
ont
deux
points
d’intersection
dont
les
coordonnées
sont
des
nombres
entiers
relatifs.
3
Points
d’intersection
à
coordonnées
entières
de
Γ
et
d’un
plan.
Pour
tout
nombre
entier
naturel
non
nul
n
,
on
désigne
par
P
n
le
plan
d’équation
z
=
n
4
+4
a
Déterminer
l’ensemble
des
points
d’intersection
de
Γ
et
du
plan
P
1
dont
les
coordonnées
sont
des
nombres
entiers
relatifs.
pour
la
suite
de
l’exercice,
on
suppose
n
2
.
b
Vérifier
que
:
n
2
−
2
·
n
+
2
n
2
+
2
·
n
+
2
=
n
4
+
4
c
Démontrer
que,
quel
que
soit
le
nombre
entier
naturel
n
2
,
l’entier
n
4
+4
n’est
pas
premier.
d
En
déduire
que
le
nombre
de
points
d’intersection
de
Γ
et
du
plan
P
n
dont
les
coordonnées
sont
des
nombres
entiers
relatifs
est
supérieur
ou
égal
à
8
.
e
Déterminer
les
points
d’intersection
de
Γ
et
du
plan
P
5
dont
les
coordonnées
sont
des
nombres
entiers
relatifs.
https://chingmath.fr
sacados/4319
Asie
Juin 2011
5 points