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On peut donc écrire: Définition: Pour tous vecteurs et on a: si Remarque: L'angle correspond à celui de deux représentants des vecteur et dans un plan dans lequel ils peuvent être tous les deux représentés. Les propriétés suivantes qui étaient valables dans le plan, le sont encore dans l'espace. Remarque: cette dernière propriété est très facile à retrouver en utilisant la notation de carré scalaire. soit et de même, soit. On peut également calculer, comme dans le plan, un produit scalaire dans l'espace par projection. On a D'une manière générale, pour calculer on peut calculer, quand, où est le projeté orthogonal de sur une droite dirigée par le vecteur. Propriété: Deux vecteurs de l'espace et sont dits orthogonaux si, et seulement si,. Démonstration: Si ou si alors. Le vecteur nul est orthogonal, par définition, à tous les vecteurs. Prenons maintenant deux vecteurs non nuls. Il existe trois points et coplanaires tels que et. Ainsi. Par conséquent et orthogonaux. Voyons maintenant comment exprimer le produit scalaire dans l'espace à l'aide des coordonnées des vecteurs.

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Géométrie - Cours Terminale S Des cours gratuits de mathématiques de niveau lycée pour apprendre réviser et approfondir Des exercices et sujets corrigés pour s'entrainer. Des liens pour découvrir Géométrie - Cours Terminale S Géométrie - Cours Terminale S Définition Soient et sont deux vecteurs quelconques de l'espace, A, B et C trois points tels que = et =. Quels que soient les points A, B et C il existe au moins un plan P contenant les vecteurs et (Si les vecteurs sont colinéaires il y en a une infinité sinon il n'y en qu'un). Le produit scalaire. =. dans l'espace se ramène donc au prdduit scalaire dans le plan P. Calculer un produit scalaire Puisque qu'on peut toujours ramener un produit scalaire dans l'espcace à un produit scalaire dans un plan, son expression reste la même:. = ( θ) = || ||. || ||( θ) Le point " C' " est la projection orthogonale de "C" sur AB c'est à dire le point appartenant à AB tel que MM' soit perpendiculaire à AB L'expression du produit scalaire peut s'écrire:.

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Si dans un repère orthonormal, : Exemple Soit dans un repère orthonormal A (2; 2; 1), B (2; -2; 1) et C (0; 0; 1). L'une des faces du tétraèdre OABC est un triangle rectangle isocèle, une autre est un triangle isocèle dont l'angle au sommet mesure au degré près, 84°. En effet: Le triangle ABC est donc rectangle et isocèle en C Le triangle AOB est donc isocèle en 0 Pour déterminer la mesure de l'angle, calculons de deux façons différentes le produit scalaire: Remarque On peut aussi vérifier que et que et en déduire que les faces OBC et OAC sont des triangles rectangles en O.

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Exemple: On souhaite déterminer les coordonnées d'un vecteur normal à un plan dirigé par et. Ces deux vecteurs ne sont clairement pas colinéaires: une coordonnée est nulle pour l'un mais pas pour l'autre. On note. Puisque est normal au plan dirigé par et alors On obtient ainsi les deux équations et A l'aide de la deuxième équation, on obtient. On remplace dans la première:. On choisit, par exemple et on trouve ainsi. On vérifie: et. Un vecteur normal au plan dirigé par les vecteurs et est. Soit un point du plan. Pour tout point, les vecteurs et sont orthogonaux. Par conséquent. Or. Ainsi:. En posant, on obtient l'équation. Exemple: On cherche une équation du plan passant par dont un vecteur normal est. Une équation du plan est de la forme. Le point appartient au plan. Ses coordonnées vérifient donc l'équation: Une équation de est donc On peut supposer que. Par conséquent les coordonnées du point vérifie l'équation On considère le vecteur non nul. Soit un point de. On a alors. Puisque, on a donc.

Les principales distinctions concernent les formules faisant intervenir les coordonnées puisque, dans l'espace, chaque vecteur possède trois coordonnées. Propriété L'espace est rapporté à un repère orthonormé ( O; i ⃗, j ⃗, k ⃗) \left(O; \vec{i}, \vec{j}, \vec{k}\right) Soient u ⃗ \vec{u} et v ⃗ \vec{v} deux vecteurs de coordonnées respectives ( x; y; z) \left(x; y; z\right) et ( x ′; y ′; z ′) \left(x^{\prime}; y^{\prime}; z^{\prime}\right) dans ce repère. Alors: u ⃗. v ⃗ = x x ′ + y y ′ + z z ′ \vec{u}. \vec{v} =xx^{\prime}+yy^{\prime}+zz^{\prime} Conséquences ∣ ∣ u ⃗ ∣ ∣ = x 2 + y 2 + z 2 ||\vec{u}|| = \sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}} A B = ∣ ∣ A B → ∣ ∣ = ( x B − x A) 2 + ( y B − y A) 2 + ( z B − z A) 2 AB=||\overrightarrow{AB}|| = \sqrt{\left(x_{B} - x_{A}\right)^{2}+\left(y_{B} - y_{A}\right)^{2}+\left(z_{B} - z_{A}\right)^{2}} 2. Orthogonalité dans l'espace Définition Deux droites d 1 d_{1} et d 2 d_{2} sont orthogonales si et seulement si il existe une droite qui est à la fois parallèle à d 1 d_{1} et perpendiculaire à d 2 d_{2} d 1 d_{1} et d 2 d_{2} sont orthogonales Remarque Attention à ne pas confondre orthogonales et perpendiculaires.

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