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Les sujets "zéro" du baccalauréat
Section ES
Exercice 27 (enseignement de spécialité)




Enoncé

L'espace est rapporté à un repère orthonormal . Le parallélépipède rectangle ABCDEFGH est tel que: B(2,0,0), D(0,6,0), E(0,0,4). Les points L et M sont les milieux respectifs des segments [EF] et [FB].
1- Placer les points L et M sur la figure ci-dessous. Donner (sans justification) les coordonnées des points A, C, F, G, H, puis vérifier par le calcul que les points L et M ont respectivement pour coordonnées (1,0,4) et (2,0,2).
2-Soit le plan d'équation: et le plan d'équation:

a) Montrer que et ne sont pas parallèles.
b) Soit l'intersection des deux plans et . Montrer que est la droite (ML).
c) Justifier que le plan est parallèle à l'axe .
d) Tracer en rouge sur la figure l'intersection de avec le pavé ABCDEFGH. On ne demande pas de justifier cette construction.



Solution

1-

Coordonnées des points: A(0,0,0), C(2,6,0), F(2,0,4), G(2,6,4), H(0,6,4).
L est le milieu de [EF], donc les coordonnées de L sont la demi-somme des coordonnées de E et de F. On obtient .
M est le milieu de [FB], donc les coordonnées de L sont la demi-somme des coordonnées de F et de B. On obtient
2- a) L'équation de est . L'équation de est . Les suites (0,1,0) et (2,0,1) ne sont pas proportionnelles, donc les plans ne sont pas parallèles.
b) D'après le résultat ci-dessus, les deux plans sont sécants et se coupent suivant une droite.
Les points L et M appartiennent au plan , puisque leur ordonnée est nulle.
Les points L et M appartiennent au plan puisque et .
Les points L et M appartiennent aux deux plans, donc la droite (LM) est la droite intersection des deux plans.
c) L'équation de est , donc ce plan est parallèle à l'axe .
d) L'intersection de avec le pavé ABCDEFGH est la figure tracée en jaune sur le graphique ci-dessous.







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