Fiche de méthode · Seconde
Droites et systèmes en Seconde : équations, parallélisme, intersection. 8 exercices corrigés.
Équation réduite et équation cartésienne, vecteur directeur, droites parallèles, résolution d’un système de deux équations à deux inconnues et point d’intersection. La suite directe du chapitre vecteurs, expliquée pas à pas.
L’essentiel du cours avant de commencer
Dans les exemples : l’élément clé en orange, ce qu’on obtient surligné.
Cette fiche prolonge la fiche vecteurs : une droite est entièrement déterminée par un point et une direction, c’est-à-dire un vecteur directeur.
1. Équation réduite
Toute droite non parallèle à l’axe des ordonnées a une équation de la forme \(y=mx+p\) : \(m\) est le coefficient directeur (la pente), \(p\) l’ordonnée à l’origine. Une droite parallèle à l’axe des ordonnées a une équation \(x=c\).
2. Équation cartésienne et vecteur directeur
Toute droite a une équation de la forme \(ax+by+c=0\) (avec \(a\) et \(b\) non tous les deux nuls). Le vecteur \(\vec u(-b\,;a)\) est alors un vecteur directeur. Réciproquement, la droite passant par \(A\) et dirigée par \(\vec u\) est l’ensemble des points \(M\) tels que \(\overrightarrow{AM}\) et \(\vec u\) sont colinéaires :
3. Positions relatives et systèmes
- Deux droites \(y=mx+p\) et \(y=m'x+p'\) sont parallèles si et seulement si \(m=m'\).
- Deux droites sécantes se coupent en un point unique, dont les coordonnées sont la solution du système formé par leurs deux équations.
- Deux droites parallèles distinctes donnent un système sans solution ; deux droites confondues, une infinité de solutions.
Pour résoudre un système, deux méthodes : la substitution (on exprime une inconnue en fonction de l’autre) et la combinaison (on additionne les équations multipliées par des nombres bien choisis pour éliminer une inconnue).
Une équation de droite est unique. Faux pour l’équation cartésienne : \(2x-y+1=0\) et \(4x-2y+2=0\) décrivent la même droite. L’équation réduite, elle, est unique.
- Que connaît-on ? Deux points, un point et une pente, ou un point et un vecteur directeur.
- Quelle forme demande-t-on ? Réduite (\(y=mx+p\)) ou cartésienne (\(ax+by+c=0\)).
- Comment vérifier ? On remplace les coordonnées des points connus dans l’équation trouvée.
Inverser le quotient du coefficient directeur et calculer \(\frac{x_B-x_A}{y_B-y_A}\). La pente mesure de combien on monte quand on avance de 1 : les ordonnées sont au numérateur.
Les exercices
Dans chaque exercice, termine par une vérification avec un point connu : elle prend dix secondes et rattrape la plupart des erreurs de signe.
Exercice 1 · Lire une équation réduite
On considère la droite \(d\) d’équation \(y=3x-2\).
- Donner son coefficient directeur et son ordonnée à l’origine.
- Calculer les coordonnées de deux points de \(d\).
- Le point \(A(2\,;4)\) appartient-il à \(d\) ? Et \(B(-1\,;-4)\) ?
Voir la correction détaillée de l’exercice 1
Deux paramètres, deux points, deux vérifications.
MéthodeUn point appartient à la droite si ses coordonnées vérifient l’équation.
Le raisonnement, pas à pas
Prendre \(p=2\) en oubliant le signe. Dans \(y=3x-2\), l’ordonnée à l’origine est \(-2\) : la droite coupe l’axe des ordonnées sous l’origine.
Contrôle. Entre \((0\,;-2)\) et \((1\,;1)\), on monte de 3 quand on avance de 1 : c’est bien la pente ✓.
Exercice 2 · Équation d’une droite par deux points
a) Déterminer l’équation réduite de la droite \((AB)\) avec \(A(1\,;2)\) et \(B(3\,;8)\).
b) Même question avec \(C(2\,;5)\) et \(D(2\,;-1)\).
Voir la correction détaillée de l’exercice 2
Deux équations de droites.
MéthodeOn calcule \(m\), puis \(p\) avec l’un des points. Si les abscisses sont égales, la droite est verticale.
a) La droite \((AB)\)
b) La droite \((CD)\)
\(x_C=x_D=2\) : le coefficient directeur n’existe pas (division par 0). La droite est parallèle à l’axe des ordonnées, d’équation \(\cb{x=2}\).
Question b) : écrire \(y=2\). C’est une droite horizontale ; ici tous les points ont la même abscisse 2.
Contrôle. \(3\times3-1=8\) : \(B\) est bien sur \((AB)\) ✓.
Exercice 3 · Équation cartésienne et vecteur directeur
Soit \(d\) la droite d’équation \(2x-3y+6=0\).
- Donner un vecteur directeur de \(d\).
- Déterminer les points d’intersection de \(d\) avec les deux axes.
- Donner l’équation réduite de \(d\).
Voir la correction détaillée de l’exercice 3
Un vecteur, deux points, une équation réduite.
MéthodeAvec \(ax+by+c=0\), \(\vec u(-b\,;a)\) dirige la droite. Pour l’équation réduite, on isole \(y\).
Le calcul, pas à pas
Donner \(\vec u(2\,;-3)\), les coefficients tels quels. Le vecteur directeur est \((-b\,;a)\) : on échange et on change un signe.
Contrôle. De \((-3\,;0)\) à \((0\,;2)\), le déplacement est \((3\,;2)\) : c’est bien \(\vec u\) ✓. Pente \(\frac23\) ✓.
Exercice 4 · Droite par un point et un vecteur
Déterminer une équation cartésienne de la droite \(d\) passant par \(A(1\,;-2)\) et de vecteur directeur \(\vec u(4\,;1)\).
Voir la correction détaillée de l’exercice 4
Une équation \(ax+by+c=0\).
Méthode\(M(x\,;y)\in d\iff\overrightarrow{AM}\) et \(\vec u\) colinéaires, ce qui se traduit par le critère \(xy'-x'y=0\).
Le calcul, pas à pas
Écrire \(\overrightarrow{AM}(x+1\,;y-2)\). Les coordonnées d’un vecteur se calculent toujours « arrivée moins départ » : \(x-x_A\) et \(y-y_A\).
Contrôle. \(A\) : \(1+8-9=0\) ✓. Le vecteur directeur associé \((-b\,;a)=(4\,;1)\) est bien \(\vec u\) ✓.
Exercice 5 · Droites parallèles
Soit \(d_1\ :\ y=2x+1\) et \(d_2\ :\ -4x+2y-3=0\).
- Les droites \(d_1\) et \(d_2\) sont-elles parallèles ?
- Déterminer l’équation réduite de la droite \(\Delta\) parallèle à \(d_1\) passant par \(E(3\,;1)\).
Voir la correction détaillée de l’exercice 5
Une comparaison de pentes, puis une équation.
MéthodeOn met les deux équations sous forme réduite, et on compare les coefficients directeurs.
Le calcul, pas à pas
Comparer directement \(-4\) et \(2\) dans les équations de départ. Les coefficients ne se comparent qu’une fois les deux équations sous la même forme.
Contrôle. \(2\times3-5=1\) : \(E\in\Delta\) ✓.
Exercice 6 · Résoudre un système
a) Par substitution : \(\begin{cases}2x+y=7\\x-y=2\end{cases}\)
b) Par combinaison : \(\begin{cases}3x+2y=12\\5x-2y=4\end{cases}\)
Voir la correction détaillée de l’exercice 6
Le couple \((x\,;y)\) solution de chaque système.
MéthodeSubstitution quand une inconnue s’isole facilement. Combinaison quand une inconnue a des coefficients opposés.
a) Substitution
b) Combinaison
a) : écrire \(x-7-2x=2\) en oubliant de distribuer le signe moins. \(-(7-2x)=-7+2x\).
Contrôle. a) \(6+1=7\) et \(3-1=2\) ✓. b) \(6+6=12\) et \(10-6=4\) ✓.
Exercice 7 · Point d’intersection de deux droites
Soit \(d\ :\ y=2x-1\) et \(d'\ :\ x+y-5=0\). Démontrer que \(d\) et \(d'\) sont sécantes et calculer les coordonnées de leur point d’intersection \(I\).
Voir la correction détaillée de l’exercice 7
Une justification, puis un point.
MéthodePentes différentes \(\Rightarrow\) sécantes. Les coordonnées de \(I\) vérifient les deux équations : on résout le système.
Le calcul, pas à pas
Trouver \(x=2\) et s’arrêter. Un point a deux coordonnées : il faut calculer \(y\).
Contrôle. \(2+3-5=0\) : \(I\) est aussi sur \(d'\) ✓.
Exercice 8 · Prix des places de cinéma
Une famille paie 41 € pour 3 places adulte et 2 places enfant. Une autre paie 38 € pour 2 places adulte et 4 places enfant.
- On note \(a\) le prix d’une place adulte et \(e\) celui d’une place enfant. Traduire l’énoncé par un système.
- Résoudre ce système.
- Combien paierait un groupe de 4 adultes et 5 enfants ?
Voir la correction détaillée de l’exercice 8
Deux prix, puis un total.
MéthodeUne phrase de l’énoncé donne une équation. On simplifie avant de résoudre.
1. Le système
2. La résolution
Rédaction attendue. Une place adulte coûte 11 € et une place enfant 4 €.
3. Le groupe
Conclure par « \(a=11\) et \(e=4\) » sans phrase. Un problème se termine par une réponse dans le langage de l’énoncé, avec les unités.
Contrôle. \(33+8=41\) ✓ et \(22+16=38\) ✓.
Auto-test
Trois bonnes réponses : passe à la fiche fonctions. Sinon, refais les exercices concernés.
Pente de la droite passant par \((0\,;1)\) et \((2\,;7)\) ?
Un vecteur directeur de \(x+5y-2=0\) ?
\(y=4x+1\) et \(y=4x-3\) : combien de points d’intersection ?
Les autres chapitres de Seconde
- Remise à niveau : Les bases du calcul pour démarrer la Seconde
- Calcul : Fractions, puissances, racines, identités remarquables
- Vecteurs : Translation, Chasles, colinéarité. 4 exercices corrigés
- Géométrie repérée : Milieu, distance, coordonnées de vecteurs, colinéarité. 8 exercices corrigés
- Fonctions : Images, antécédents, lecture graphique, variations. 8 exercices corrigés
- Fonctions de référence et signe : Carré, inverse, racine, cube, tableaux de signes. 8 exercices corrigés
- Statistiques et probabilités : Moyenne, médiane, quartiles, écart-type, probabilités. 8 exercices corrigés
- Les bases de la Seconde et le choix de la spécialité maths
Équations de droites : la méthode, une fois pour toutes.
Dans le Groupe Fovéa Seconde, chaque équation et chaque système est rédigé en séance, puis corrigé copie par copie. En ligne, six à neuf élèves, dès 10 €/h.
Pour aller plus loin
La Seconde, chapitre par chapitre.
Fonctions
Images, antécédents, lecture graphique, variations. 8 exercices corrigés.
Lire →Fiche · exercices corrigésVecteurs
Translation, Chasles, colinéarité. 4 exercices corrigés.
Lire →Fiche · exercices corrigésCalcul
Fractions, puissances, racines, identités remarquables.
Lire →