Exercices types : Anciennement ÉPREUVES COMMUNES DE CONTRÔLE CONTINU - Exercice 1
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Soit (O;i;j) un repère orthonormé. On considère le cercle C de centre A(2;5) et de rayon 5 .
Question 1
Montrer qu'une équation du cercle C est : x2+y2−4x−10y+4=0 .
Correction
L'équation d'un cercle C de centre Ω(a;b) et de rayon r, dans un repère orthonormé est : (x−a)2+(y−b)2=r2
Nous appliquons directement la formule de l'équation d'un cercle. Ce qui nous donne : (x−2)2+(y−5)2=52 Nous allons développer maintenant l'expression, ce qui donne : x2−4x+4+y2−10y+25=25 x2−4x+4+y2−10y+25−25=0 Ainsi :
x2+y2−4x−10y+4=0
Question 2
Vérifier que le point B(5;9) appartient à ce cercle.
Correction
B(5;9)∈C⇔xB2+yB2−4xB−10yB+4=0 Nous allons donc calculer xB2+yB2−4xB−10yB+4 . Il vient alors que : xB2+yB2−4xB−10yB+4=52+92−4×5−10×9+4 xB2+yB2−4xB−10yB+4=25+81−20−90+4 Ainsi :
xB2+yB2−4xB−10yB+4=0
Le point B(5;9) appartient bien au cercle C d'équation x2+y2−4x−10y+4=0 .
Question 3
Que peut-on dire de la tangente au cercle au point B et de la droite (AB) ?
Correction
La tangente à un cercle C de centre A en un point B de C est la droite passant par B et perpendiculaire au rayon [AB].
Question 4
Déterminer une équation de la tangente au cercle au point B.
Correction
Soit M(x;y) un point appartenant à la tangente au cercle au point B. D'après la question 3, on peut affirmer que la droite (AB) et la droite (BM) sont perpendiculaires. Il en résulte donc que : AB⋅BM=0 Il nous calculer les vecteurs AB et BM, d'où : AB(xB−xAyB−yA)⇔AB(5−29−5)⇔AB(34) BM(x−xBy−yB)⇔BM(x−5y−9)
Dans un repère orthonormé (O;i;j) , le produit scalaire de deux vecteurs u et v de coordonnées respectives (x;y) et (x′;y′) est égal à :
u⋅v=xx′+yy′
AB⋅BM=0 3×(x−5)+4×(y−9)=0 3x−15+4y−36=0 Ainsi :
3x+4y−51=0
Une équation de la tangente au cercle au point B est alors : 3x+4y−51=0
Question 5
Calculer les coordonnées des points d’intersection du cercle C avec l’axe des ordonnées.
Correction
Les points d’intersection du cercle C avec l’axe des ordonnées ont une abscisse nulle. Autrement dit : x=0 . Il vient alors que : {x2+y2−4x−10y+4x==00 {02+y2−4×0−10y+4x==00 {y2−10y+4x==00 Il faut donc résoudre l'équation y2−10y+4=0 Calcul du discriminant Δ=b2−4ac Ainsi : Δ=(−10)2−4×1×4 Δ=84 Comme Δ>0 alors l'équation admet deux racines réelles distinctes notées x1 et x2 telles que : x1=2a−b−Δ ainsi x1=2×110−84 d'où x1=5−21 x2=2a−b+Δ ainsi x2=2×110+84 d'où x2=5+21 Le cercle C a deux points communs avec l’axe des ordonnées de coordonnées : (5−21;0) et (5+21;0)