Mathématiques • Seconde

Distance d’un point à une droite
Projeté orthogonal

Formules & Exercices
\(d(M,(d)) = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}\)
Formule de la distance
Distance point-droite
\(d(M,(d)) = MH\)
\(H\) projeté orthogonal de \(M\) sur \((d)\)
Équation cartésienne
\(ax + by + c = 0\)
\(M(x_0,y_0)\) point extérieur
Projeté orthogonal
\(H \in (d)\)
\((MH) \perp (d)\)
🎯
Définition : La distance d'un point M à une droite (d) est la distance MH où H est le projeté orthogonal de M sur (d).
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Propriété : La distance MH est la plus petite distance entre M et un point de la droite (d).
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Formule : Pour (d): ax + by + c = 0 et M(x₀,y₀), \(d(M,(d)) = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}\).
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Application : Utilisée dans les triangles rectangles, hauteur, distance minimale.
💡
Conseil : Toujours écrire l'équation sous la forme ax + by + c = 0
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Attention : Prendre la valeur absolue au numérateur
Astuce : Le projeté H est unique et minimise la distance
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Méthode : Identifier a, b, c, x₀, y₀ dans la formule
Exercice 1
Calculer la distance du point M(2,3) à la droite (d): x + y - 1 = 0
Exercice 2
Trouver la distance du point A(-1,4) à la droite (d'): 2x - 3y + 5 = 0
Exercice 3
Calculer la hauteur issue de A dans le triangle ABC avec A(1,2), B(4,1), C(2,5)
Exercice 4
Trouver la distance du point B(0,-2) à la droite (d"): y = 2x + 3
Exercice 5
Calculer la distance du point C(3,-1) à l'axe des abscisses
Exercice 6
Trouver la distance du point D(-2,3) à l'axe des ordonnées
Exercice 7
Calculer la distance du point E(1,1) à la droite (d'''): x - y = 0
Exercice 8
Trouver la distance du point F(5,0) à la droite (d''''): 3x + 4y - 12 = 0
Exercice 9
Déterminer la distance du point G(-1,-2) à la droite (d'''''): y = -x + 1
Exercice 10
Calculer la distance du point H(2,4) à la droite passant par A(0,1) et B(3,2)
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Distance de M(2,3) à (d): x+y-1=0
Définition :

Distance point-droite : \(d(M,(d)) = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}\)

Méthode de calcul :
  1. Identifier les coefficients a, b, c dans l'équation ax + by + c = 0
  2. Identifier les coordonnées (x₀, y₀) du point M
  3. Appliquer la formule de la distance
Étape 1 : Identifier les paramètres

(d): x + y - 1 = 0, donc a = 1, b = 1, c = -1

M(2,3), donc x₀ = 2, y₀ = 3

Étape 2 : Calculer le numérateur

|ax₀ + by₀ + c| = |1×2 + 1×3 + (-1)| = |2 + 3 - 1| = |4| = 4

Étape 3 : Calculer le dénominateur

√(a² + b²) = √(1² + 1²) = √(1 + 1) = √2

Étape 4 : Calculer la distance

d(M,(d)) = 4/√2 = (4√2)/2 = 2√2

Réponse finale :

La distance du point M(2,3) à la droite (d): x + y - 1 = 0 est 2√2

Règles appliquées :

Formule : \(d(M,(d)) = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}\)

Numérateur : Valeur absolue de l'expression évaluée en M

Dénominateur : Norme du vecteur normal à la droite

2 Distance de A(-1,4) à (d'): 2x-3y+5=0
Étape 1 : Identifier les paramètres

(d'): 2x - 3y + 5 = 0, donc a = 2, b = -3, c = 5

A(-1,4), donc x₀ = -1, y₀ = 4

Étape 2 : Calculer le numérateur

|ax₀ + by₀ + c| = |2×(-1) + (-3)×4 + 5| = |-2 - 12 + 5| = |-9| = 9

Étape 3 : Calculer le dénominateur

√(a² + b²) = √(2² + (-3)²) = √(4 + 9) = √13

Étape 4 : Calculer la distance

d(A,(d')) = 9/√13 = (9√13)/13

Réponse finale :

La distance du point A(-1,4) à la droite (d'): 2x - 3y + 5 = 0 est (9√13)/13

Règles appliquées :

Signe des coefficients : Attention au signe de b = -3

Valeur absolue : |-9| = 9

Rationalisation : Multiplier numérateur et dénominateur par √13

3 Hauteur issue de A dans triangle ABC
Étape 1 : Identifier les points

A(1,2), B(4,1), C(2,5)

Étape 2 : Trouver l'équation de la droite (BC)

Pente de (BC): m = (5-1)/(2-4) = 4/(-2) = -2

Équation: y - 1 = -2(x - 4), donc y = -2x + 9

Forme cartésienne: 2x + y - 9 = 0

Étape 3 : Identifier les paramètres

(BC): 2x + y - 9 = 0, donc a = 2, b = 1, c = -9

A(1,2), donc x₀ = 1, y₀ = 2

Étape 4 : Calculer la distance

|ax₀ + by₀ + c| = |2×1 + 1×2 + (-9)| = |2 + 2 - 9| = |-5| = 5

√(a² + b²) = √(2² + 1²) = √5

d(A,(BC)) = 5/√5 = √5

Réponse finale :

La hauteur issue de A dans le triangle ABC est √5

Règles appliquées :

Hauteur : Distance du sommet au côté opposé

Équation droite : Trouver l'équation de (BC) à partir de B et C

Application : La hauteur est la distance du point A à la droite (BC)

4 Distance de B(0,-2) à (d"): y=2x+3
Étape 1 : Mettre l'équation sous forme cartésienne

(d"): y = 2x + 3 → y - 2x - 3 = 0 → -2x + y - 3 = 0

Donc a = -2, b = 1, c = -3

Étape 2 : Identifier les coordonnées du point

B(0,-2), donc x₀ = 0, y₀ = -2

Étape 3 : Calculer le numérateur

|ax₀ + by₀ + c| = |(-2)×0 + 1×(-2) + (-3)| = |0 - 2 - 3| = |-5| = 5

Étape 4 : Calculer le dénominateur

√(a² + b²) = √((-2)² + 1²) = √(4 + 1) = √5

Étape 5 : Calculer la distance

d(B,(d")) = 5/√5 = √5

Réponse finale :

La distance du point B(0,-2) à la droite (d"): y = 2x + 3 est √5

Règles appliquées :

Forme cartésienne : Toujours écrire ax + by + c = 0

Attention au signe : a = -2, pas 2

Simplification : 5/√5 = √5

5 Distance de C(3,-1) à l'axe des abscisses
Étape 1 : Identifier l'équation de l'axe des abscisses

L'axe des abscisses a pour équation y = 0, soit 0x + 1y + 0 = 0

Donc a = 0, b = 1, c = 0

Étape 2 : Identifier les coordonnées du point

C(3,-1), donc x₀ = 3, y₀ = -1

Étape 3 : Calculer le numérateur

|ax₀ + by₀ + c| = |0×3 + 1×(-1) + 0| = |0 - 1 + 0| = |-1| = 1

Étape 4 : Calculer le dénominateur

√(a² + b²) = √(0² + 1²) = √1 = 1

Étape 5 : Calculer la distance

d(C,(Ox)) = 1/1 = 1

Réponse finale :

La distance du point C(3,-1) à l'axe des abscisses est 1

Règles appliquées :

Propriété générale : La distance d'un point (x,y) à l'axe des abscisses est |y|

Application : |−1| = 1

Interprétation : Cela correspond à la valeur absolue de l'ordonnée

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Distance de D(-2,3) à l'axe des ordonnées
Étape 1 : Identifier l'équation de l'axe des ordonnées

L'axe des ordonnées a pour équation x = 0, soit 1x + 0y + 0 = 0

Donc a = 1, b = 0, c = 0

Étape 2 : Identifier les coordonnées du point

D(-2,3), donc x₀ = -2, y₀ = 3

Étape 3 : Calculer le numérateur

|ax₀ + by₀ + c| = |1×(-2) + 0×3 + 0| = |-2 + 0 + 0| = |-2| = 2

Étape 4 : Calculer le dénominateur

√(a² + b²) = √(1² + 0²) = √1 = 1

Étape 5 : Calculer la distance

d(D,(Oy)) = 2/1 = 2

Réponse finale :

La distance du point D(-2,3) à l'axe des ordonnées est 2

Règles appliquées :

Propriété générale : La distance d'un point (x,y) à l'axe des ordonnées est |x|

Application : |−2| = 2

Interprétation : Cela correspond à la valeur absolue de l'abscisse

7 Distance de E(1,1) à (d'''): x-y=0
Étape 1 : Identifier les paramètres

(d'''): x - y = 0, donc a = 1, b = -1, c = 0

E(1,1), donc x₀ = 1, y₀ = 1

Étape 2 : Calculer le numérateur

|ax₀ + by₀ + c| = |1×1 + (-1)×1 + 0| = |1 - 1 + 0| = |0| = 0

Étape 3 : Calculer le dénominateur

√(a² + b²) = √(1² + (-1)²) = √(1 + 1) = √2

Étape 4 : Calculer la distance

d(E,(d''')) = 0/√2 = 0

Réponse finale :

La distance du point E(1,1) à la droite (d'''): x - y = 0 est 0

Règles appliquées :

Point sur la droite : Si d(M,(d)) = 0, alors M ∈ (d)

Vérification : 1 - 1 = 0, donc E(1,1) appartient à la droite

Propriété : La distance d'un point à une droite est nulle si et seulement si le point est sur la droite

8 Distance de F(5,0) à (d''''): 3x+4y-12=0
Étape 1 : Identifier les paramètres

(d''''): 3x + 4y - 12 = 0, donc a = 3, b = 4, c = -12

F(5,0), donc x₀ = 5, y₀ = 0

Étape 2 : Calculer le numérateur

|ax₀ + by₀ + c| = |3×5 + 4×0 + (-12)| = |15 + 0 - 12| = |3| = 3

Étape 3 : Calculer le dénominateur

√(a² + b²) = √(3² + 4²) = √(9 + 16) = √25 = 5

Étape 4 : Calculer la distance

d(F,(d'''')) = 3/5

Réponse finale :

La distance du point F(5,0) à la droite (d''''): 3x + 4y - 12 = 0 est 3/5

Règles appliquées :

Calcul simple : √25 = 5 (nombre entier)

Fraction irréductible : 3/5 ne se simplifie pas davantage

Approximation : 3/5 = 0.6 unités de distance

9 Distance de G(-1,-2) à (d'''''): y=-x+1
Étape 1 : Mettre l'équation sous forme cartésienne

(d'''''): y = -x + 1 → y + x - 1 = 0 → x + y - 1 = 0

Donc a = 1, b = 1, c = -1

Étape 2 : Identifier les coordonnées du point

G(-1,-2), donc x₀ = -1, y₀ = -2

Étape 3 : Calculer le numérateur

|ax₀ + by₀ + c| = |1×(-1) + 1×(-2) + (-1)| = |-1 - 2 - 1| = |-4| = 4

Étape 4 : Calculer le dénominateur

√(a² + b²) = √(1² + 1²) = √2

Étape 5 : Calculer la distance

d(G,(d''''')) = 4/√2 = (4√2)/2 = 2√2

Réponse finale :

La distance du point G(-1,-2) à la droite (d'''''): y = -x + 1 est 2√2

Règles appliquées :

Forme cartésienne : Toujours transformer en ax + by + c = 0

Rationalisation : Multiplier par √2/√2 pour simplifier

Calcul algébrique : Attention aux signes lors du calcul

10 Distance de H(2,4) à droite (AB)
Étape 1 : Identifier les points

A(0,1), B(3,2), H(2,4)

Étape 2 : Trouver l'équation de la droite (AB)

Pente de (AB): m = (2-1)/(3-0) = 1/3

Équation: y - 1 = (1/3)(x - 0), donc y = (1/3)x + 1

Forme cartésienne: (1/3)x - y + 1 = 0 → multiplier par 3: x - 3y + 3 = 0

Étape 3 : Identifier les paramètres

(AB): x - 3y + 3 = 0, donc a = 1, b = -3, c = 3

H(2,4), donc x₀ = 2, y₀ = 4

Étape 4 : Calculer la distance

|ax₀ + by₀ + c| = |1×2 + (-3)×4 + 3| = |2 - 12 + 3| = |-7| = 7

√(a² + b²) = √(1² + (-3)²) = √(1 + 9) = √10

d(H,(AB)) = 7/√10 = (7√10)/10

Réponse finale :

La distance du point H(2,4) à la droite passant par A(0,1) et B(3,2) est (7√10)/10

Règles appliquées :

Équation droite : Trouver l'équation à partir de deux points

Élimination fraction : Multiplier par 3 pour éviter les fractions

Rationalisation : Multiplier numérateur et dénominateur par √10

Distance d’un point à une droite Projeté orthogonal