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Exercice 13 – Cube, vecteurs et droites de l’espace

Terminale spécialité mathématiques • Géométrie dans l’espace • Coordonnées et équations paramétriques

Un exercice complet autour d’un cube pour travailler successivement la relation de Chasles, le parallélisme, le repérage dans l’espace, les équations paramétriques et l’intersection de deux droites.

Énoncé

On considère le cube \(ABCDEFGH\) et les points :

  • \(I\), milieu du côté \([AD]\) ;
  • \(J\), milieu du côté \([EH]\) ;
  • \(K\), milieu du côté \([CD]\) ;
  • \(L\), milieu du côté \([EF]\).
1. Montrer par la méthode des vecteurs, en utilisant la relation de Chasles, que les droites \((IJ)\) et \((KL)\) sont parallèles.

On se place ensuite dans le repère :

\(\left(A\,;\,\overrightarrow{AD},\,\overrightarrow{AH},\,\overrightarrow{AB}\right)\)
2. Déterminer les coordonnées des 12 points présents.
3. Déterminer les équations paramétriques des droites \((IL)\) et \((JK)\).
4. Les droites \((IL)\) et \((JK)\) sont-elles sécantes ? Si oui, en quel point ?
Cube ABCDEFGH avec I, J, K et L milieux de quatre arêtes
Cube \(ABCDEFGH\) et points \(I\), \(J\), \(K\), \(L\)

Exercice adapté d’une interrogation de géométrie dans l’espace

Compétences travaillées

Relation de ChaslesVecteursParallélisme Coordonnées dans l’espaceÉquations paramétriquesIntersection de droites

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