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Projection orthogonale : coordonnées du projeté

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Enseignant: Clémence

Résumés

Projection orthogonale : coordonnées du projeté

Définition

Sur une droite

Le projeté orthogonal d’un point CC sur une droite passant par les points AA et BB est le point de la droite le plus proche de CC. Il correspond au point HH sur le schéma ci-contre.


La distance entre le point CC et la droite est la distance .


Le produit scalaire entre deux vecteurs AB\overrightarrow{AB} et AC\overrightarrow{AC}​ est égal à la longueur du vecteur AB\overrightarrow{AB} multipliée par la longueur de la projection orthogonale AH \overrightarrow{AH} du vecteur AC\overrightarrow{AC} sur AB\overrightarrow{AB} : 


ABAC=AB×AH\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}=\lVert\overrightarrow{AB}\rVert\times\lVert\overrightarrow{AH}\rVert​​

Mathématiques; Droites; 1re générale; Projection orthogonale : coordonnées du projeté


Sur un plan

Le projeté orthogonal d’un point SS sur un plan EE est le point du plan EE le plus proche de AA. Il correspond au point HH sur le schéma ci-contre.

Il s’agit du seul point HH du plan tel que AH\overrightarrow{AH} est orthogonal au plan E.E.


La distance entre le point AA et le plan EE est la distance AHAH.

Mathématiques; Droites; 1re générale; Projection orthogonale : coordonnées du projeté



Trouver les coordonnées du projeté orthogonal

Détermine-le projeté orthogonal d’un point A(ax,ay)A(a_x,a_y) sur une droite DD d’équation ux+vy+w=0ux+vy+w=0.


MÉTHODE

1.

Définis la droite DD^\prime perpendiculaire à la droite DD.

Utilise le vecteur normal (uv)\left(\begin{matrix}u\\v\\\end{matrix}\right) de la droite DD comme vecteur directeur de la droite D.D^\prime. Autrement dit, le vecteur normal de DD^\prime est (vu)\left(\begin{matrix}-v\\u\\\end{matrix}\right) :

vx+uy+w=0-vx+uy+w^\prime=0​​

2.

Utilise les coordonnées du point AA pour trouver la valeur w w\prime\  :

vax+uay+w=0-va_x+ua_y+w^\prime=0​​

3.

Trouve le point d’intersection H(hx,hy)H(h_x,h_y) entre la droite DD et la droite DD'.

{uhx+vhy+w=0vhx+uhy+w=0\begin{cases}uh_x+vh_y+w=0\\-vh_x+uh_y+w'=0\end{cases}​​

Il s’agit du projeté orthogonal de AA sur DD.


Exemple 

Trouve le projeté orthogonal de A(2;2)A\left(-2;2\right) sur la droite  d’équation x3y+5=0-x-3y+5=0.


Définis la droite perpendiculaire DD' :

3xy+w=03x-y+w^\prime=0​​


Trouve la valeur ww' :

3×(2)2+w=0w=83\times(-2)-2+w^\prime=0\\w^\prime=8​​


Trouve le point d’intersection entre DD et DD' :

{hx3hy+5=03hxhy+8=0\begin{cases}-h_x-3h_y+5=0\\3h_x-h_y+8=0\end{cases}​​

Résous le système :

hx3hy+5=03hy+5=hx3×(3hy+5)hy+8=0hy=2310hx=3×2310+5=1910{-h}_x-3h_y+5=0\Rightarrow-3h_y+5=h_x\\3\times\left(-3h_y+5\right)-h_y+8=0\Rightarrow h_y=\frac{23}{10}\\h_x=-3\times\frac{23}{10}+5=-\frac{19}{10}​​


Le point d’intersection est H(1910,2310)\underline{H(-\frac{19}{10},\frac{23}{10})}.





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Questions fréquemment posées sur les crédits

Comment trouver les coordonnées d'un projeté orthogonal ?

Comment trouver le projeté orthogonal sur un plan ?

A quoi sert le projeté orthogonal ?

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