Niveau 2 — Géométrie dans l’espace — 25 min
Cube : vrai ou faux
On considère le cube d'arête , et on se place dans le repère orthonormé . Dans ce repère : , , , , , , et . Pour chaque affirmation, dire si elle est vraie ou fausse. Une affirmation fausse doit être justifiée.
Affirmation. Les droites et sont parallèles.
Affirmation. Les droites et sont orthogonales.
Affirmation. Le milieu de appartient à la droite .
Affirmation. Les plans et sont parallèles.
Affirmation. Les plans et sont parallèles.
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Corrigé — Cube : vrai ou faux
Vraie. et sont égaux, donc colinéaires. Les droites sont parallèles ( est un rectangle) et distinctes, car .
Fausse. et ont pour produit scalaire . Elles ne sont donc pas orthogonales (ce sont deux diagonales du cube, sécantes en son centre, mais pas perpendiculaires).
Vraie. et : , , sont alignés. (Les diagonales du cube se coupent en leur milieu.)
Vraie. Le vecteur est normal à : et , avec et non colinéaires. Il est aussi normal à : et . Les deux plans ont le même vecteur normal : ils sont parallèles. Ils sont distincts car mais (dont une équation est : ).
Fausse. Un vecteur normal de est (question précédente). Le vecteur est normal à : et . Les vecteurs et ne sont pas colinéaires : les plans ne sont pas parallèles, ils sont sécants.