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Niveau école ingénieur
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Montrer qu'une trajectoire est plane

Posté par
Loicz
26-12-09 à 23:11

Bonjour,

je cherche à montrer qu'une trajectoire est plane en ayant sa définition.

\vec{OM}(t) = (3t² + 2t)\vec{ex} + (t3 + 3t)\vec{ey} + t²\vec{ez}



Merci d'avance pour vos réponses.

Posté par
donaldos
re : Montrer qu'une trajectoire est plane 27-12-09 à 03:31

Le point O appartient clairement à la trajectoire (il suffit de prendre t=0).

Tu peux essayer de montrer qu'il existe un vecteur \vec{n} constant et non nul tel que \vec{n}.\vec{OM}=0, quel que soit t.

Posté par
Loicz
re : Montrer qu'une trajectoire est plane 27-12-09 à 11:34

est-ce-que je peux chercher un vecteur \vec {u} tel qu'avec le vecteur vitesse \vec {v} ,  \vec {v}.\vec {u} = O  ?

Posté par
J-P
re : Montrer qu'une trajectoire est plane 27-12-09 à 11:59

x(t) = 3t² + 2t
y(t) = t³ + 3t
z(t) = t²

Recherche de 3 points quelconques mais non alignés de la trajectoire.
(0 ; 0 ; 0)
(5 ; 4 ; 1)
(1 ; -4 ; 1)

Equation du plan passant par ces 3 points :
x + Ay + Bz + C = 0

C = 0
5 + 4A + B = 0
1 - 4A + B = 0

A = -1/2, B = -3

Donc si la trajectoire est plane, l'équation du plan dans laquelle elle se trouve est :
x - 1/2 y - 3z = 0
Soit : 2x - y - 6z = 0

Il suffit maintenant de vérifier si les coordonnées de la trajectoire vérifie l'équation du plan (quel que soit t).

2(3t² + 2t) - (t³ + 3t) - 6t² =? 0
-t³ + t = 0

Ce n'est évidemment pas vrai quel que soit t et donc la trajectoire n'est pas plane.
-----
Sauf distraction.  

Posté par
donaldos
re : Montrer qu'une trajectoire est plane 27-12-09 à 17:08

Citation :
est-ce-que je peux chercher un vecteur \vec{u} tel qu'avec le vecteur vitesse \vec{v} , \vec{v}.\vec{u}=0 ?


Oui, si la trajectoire est plane, la variation de position {\rm d}\vec{OM} est contenue dans le plan et, par conséquent, la vitesse aussi.

Posté par
Loicz
re : Montrer qu'une trajectoire est plane 28-12-09 à 01:05

Maintenant je veux montrer que

\vec {OM} = 2t²\vec {ex} -t²\vec {ey} + t\vec {ez}

J'ai essayé la méthode de JP avec trois points choisis au hasard:
(0;0;0)
(2;-1;1)
(8-4;2)

Mais en cherchant l'équation du plan passant par ces 3 points, je trouve
C=0
2-A+B=0
8-4A+2B=0

impossible à résoudre.


____


En utilisant la méthode  \vec {v}.\vec {u} = O
je trouve un vecteur \vec {u} (1;2;0)
Est-ce correct?

Posté par
donaldos
re : Montrer qu'une trajectoire est plane 28-12-09 à 01:56

Oui c'est correct. Le vecteur que tu as trouvé est normal à \vec{OM} quelle que soit la valeur de t.

On pouvait tout aussi simplement constater que l'on a:

\vec{OM}=t^2\left(2\vec{e_x}-\vec{e_y}\right)+t\vec{e_z}

Le vecteur position s'écrit donc toujours comme la combinaison de deux vecteurs (2\vec{e_x}-\vec{e_y} d'une part et \vec{e_z} d'autre part). L'origine O étant incluse dans la trajectoire, cela revient à dire que cette dernière est plane.

Posté par
J-P
re : Montrer qu'une trajectoire est plane 28-12-09 à 12:02

Loicz,

En quoi le système que tu trouves dans ta réponse du 28-12-09 à 01:05 est-il impossible à résoudre ?
----------
2 ème exercice:

M (2t² ; -t² ; t)

3 points non alignés quelconques de la trajectoire:
(0 ; 0 ; 0 )
(2 ; -1 ; 1)
(8 ; -4 ; 2)

Equation du plan passant par ces 3 points :
x + Ay + Bz + C = 0

C = 0
2 - A + B = 0
8 - 4A + 2B = 0

Qui résolu donne : A = 2 ; B = 0 et C = 0

Donc si la trajectoire est plane, l'équation du plan dans laquelle elle se trouve est :
x + 2y = 0

Vérifions si l'équation de ce plan est bien vérifiés pour toutes les position de M :

x + 2y = 0
avec M (2t² ; -t² ; t)

--> 2t² + 2*(-t²) =? 0
C'est OK pour toutes valeurs de t et donc :

La trajectoire est plane et l'équation du plan contenant la trajectoire est : x + 2y = 0
-----
Sauf distraction.  



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