Mathématiques

Question

Bonsoir, j'aurais besoin d'aide pour cette exercice:
2. Le cercle C a pour diamètre [BC] avec B(3;5)
et C(3; 1). Le point A a pour coordonnées
(3+racine 2;3+racine 2).
-Justifier que le point A appartient au cercle C
-Déterminer une equation de la tangente au cercle C passant par le point A. ​

1 Réponse

  • Détermination des coordonnées du centre du cercle.

    [BC] est un diamètre du cercle, donc le milieu de [BC] est le centre du cercle. Calculons les coordonnées du centre que l'on appellera O.[tex]O(\dfrac{x_B + x_C}{2} ;\dfrac{y_B + y_C}{2} )\\O(\dfrac{3+3}{2} ;\dfrac{5+1}{2} )\\O(\dfrac{6}{2} ;\dfrac{6}{2} )\\O(3;3 )[/tex]

    Détermination de la longueur du rayon du cercle.

    [BC] est un diamètre du cercle, donc la longueur du rayon de ce cercle est la moitié de la longueur du segment [BC].

    Calculons BC.

    [tex]BC = \sqrt{(x_C - x_B)^2+(y_C - y_B)^2}\\BC = \sqrt{(3-3)^2+(1-5)^2}\\BC = \sqrt{0^2 + (-4)^2} \\BC = \sqrt{16} \\BC = 4[/tex]

    Donc le rayon de ce cercle est de longueur 2.

    Détermination de l'équation cartésienne de ce cercle.

    Rappelons la forme générale d'une équation de cercle de centre [tex]O(x_O ; y_O)[/tex] et de rayon [tex]R[/tex] :

    [tex](x-x_O)^2 + (y-y_O)^2 = R^2[/tex]

    On remplace :

    [tex](x-3)^2+(y-3)^2=2^2\\(x-3)^2+(y-3)^2=4[/tex]

    Montrons que A est un point du cercle.

    [tex](3+\sqrt{2} -3)^2 + (3+\sqrt{2} -3)^2 = \sqrt{2}^2 + \sqrt{2}^2 = 2+2=4[/tex]

    Donc A est un point du cercle.

    Déterminons une équation de la tangente au cercle passant par A.

    Une tangente est une droite, donc son équation est de la forme [tex]y=a'x+b'[/tex] où [tex]a',b'[/tex] sont des nombres réels.

    La tangente au cercle passant par A est perpendiculaire au segment [OA] (ou rayon).

    Déterminons l'équation cartésienne de la droite (OA), qui est de la forme [tex]y=ax+b[/tex].

    [tex]a = \dfrac{y_A - y_O}{x_A - x_O} \\a = \dfrac{3 + \sqrt2 - 3}{3 + \sqrt2 - 3} \\a = 1[/tex]

    Donc [tex]y=x+b[/tex]. Mais le point O appartient à cette droite, donc [tex]3 = 3 + b \iff b=0[/tex]. L'équation de (OA) est alors : [tex]y = x[/tex].

    Déterminons l'équation cartésienne de la tangente passant par A.

    Comme (OA) et cette tangente sont perpendiculaires, alors le produit de leurs coefficients directeurs est égal à -1. Donc :

    [tex]a \times a' = -1 \iff 1 \times a' = -1 \iff a'=-1[/tex].

    Ainsi, [tex]y=-x+b[/tex].

    Mais le point A appartient à cette droite, donc :

    [tex]3+\sqrt{2} = -(3+\sqrt{2} )+b\\b = 6 + 2\sqrt{2}[/tex]

    Donc une équation de la tangente au cercle C passant par A est : [tex]y=-x+6+2\sqrt{2}[/tex]

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