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Mathématiques (spécialité) · PremièreÉpreuve anticipée de mathématiques

Équation de droite et vecteur normal : exercices de 1re

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Une droite d'équation ax+by+c=0ax+by+c=0 a pour vecteur normal n⃗(a ; b)\vec n(a\,;\,b) et pour vecteur directeur u⃗(−b ; a)\vec u(-b\,;\,a) : leur produit scalaire est nul.
  • Avec un point A(xA ; yA)A(x_A\,;\,y_A) et un vecteur normal n⃗(a ; b)\vec n(a\,;\,b), on écrit a(x−xA)+b(y−yA)=0a(x-x_A)+b(y-y_A)=0 puis on développe.
  • Deux droites sont parallèles quand leurs vecteurs normaux sont colinéaires ; elles sont perpendiculaires quand leurs vecteurs normaux sont orthogonaux.
  • Pour une hauteur ou une médiatrice, le vecteur normal est un vecteur du côté concerné : on le lit, on ne le cherche pas.

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices s'enchaînent du plus simple au plus délicat. Prends une feuille, cherche chaque question sans regarder la correction, puis compare. Si tu bloques, ouvre un indice avant de lire les étapes : c'est ce qui te fait le plus progresser.

Le fil rouge est toujours le même : une droite se décrit par un point et une direction, et le produit scalaire permet de remplacer la direction par une direction « perpendiculaire », le vecteur normal.

Les pièges à éviter

Les exercices

Exercice 1 Lire les vecteurs dans une équation

★☆☆Environ 5 min

Soit la droite dd d'équation 2x+5y−7=02x+5y-7=0.

  1. Donne un vecteur normal n⃗\vec n à dd.
  2. Donne un vecteur directeur u⃗\vec u de dd.
  3. Calcule le produit scalaire n⃗⋅u⃗\vec n\cdot\vec u.
Indice 1

Les coefficients de xx et de yy donnent le vecteur normal.

Indice 2

Pour le vecteur directeur, échange les coordonnées de n⃗\vec n et change un signe.

Voir la correction pas à pas
  1. Dans ax+by+c=0ax+by+c=0, on lit a=2a=2 et b=5b=5 : n⃗(2 ; 5)\vec n(2\,;\,5).

  2. Un vecteur directeur est u⃗(−b ; a)=(−5 ; 2)\vec u(-b\,;\,a)=(-5\,;\,2).

  3. Produit scalaire : 2×(−5)+5×2=−10+10=02\times(-5)+5\times 2=-10+10=0.

Le produit scalaire est nul, ce qui confirme que n⃗\vec n est orthogonal à u⃗\vec u : c'est la définition d'un vecteur normal.

Exercice 2 Un point et un vecteur normal

★☆☆Environ 6 min

Dans un repère orthonormé, on considère la droite dd passant par A(1 ; 2)A(1\,;\,2) et de vecteur normal n⃗(3 ; −1)\vec n(3\,;\,-1). Elle admet une équation de la forme 3x−y+c=03x-y+c=0. Détermine cc.

Indice 1

Un point M(x ; y)M(x\,;\,y) est sur dd si AM→⋅n⃗=0\overrightarrow{AM}\cdot\vec n=0.

Indice 2

Tu peux aussi remplacer xx et yy par les coordonnées de AA dans 3x−y+c=03x-y+c=0.

Voir la correction pas à pas
  1. Pour M(x ; y)M(x\,;\,y), on a AM→(x−1 ; y−2)\overrightarrow{AM}(x-1\,;\,y-2).

  2. La condition AM→⋅n⃗=0\overrightarrow{AM}\cdot\vec n=0 donne 3(x−1)−(y−2)=03(x-1)-(y-2)=0.

  3. On développe : 3x−3−y+2=03x-3-y+2=0, soit 3x−y−1=03x-y-1=0.

  4. Vérification : 3×1−2−1=03\times1-2-1=0. Donc c=−1c=-1.

L'équation est 3x−y−1=03x-y-1=0. Le signe de cc se contrôle toujours en remplaçant par les coordonnées du point donné.

Exercice 3 Un point et un vecteur directeur

★☆☆Environ 8 min

La droite dd passe par B(−2 ; 4)B(-2\,;\,4) et a pour vecteur directeur u⃗(3 ; 1)\vec u(3\,;\,1).

  1. Trouve un vecteur normal à dd.
  2. Écris une équation de dd sous la forme x−3y+c=0x-3y+c=0 et donne cc.
Indice 1

Pour u⃗(3 ; 1)\vec u(3\,;\,1), essaie n⃗(−1 ; 3)\vec n(-1\,;\,3) et teste le produit scalaire.

Indice 2

Si tu prends n⃗(−1 ; 3)\vec n(-1\,;\,3), tu obtiens −x+3y+⋯=0-x+3y+\dots=0 : multiplie par −1-1 pour retrouver la forme demandée.

Voir la correction pas à pas
  1. Produit scalaire de n⃗(−1 ; 3)\vec n(-1\,;\,3) et u⃗(3 ; 1)\vec u(3\,;\,1) : −3+3=0-3+3=0. Ce vecteur est normal.

  2. Condition : −(x+2)+3(y−4)=0-(x+2)+3(y-4)=0.

  3. Développement : −x−2+3y−12=0-x-2+3y-12=0, soit −x+3y−14=0-x+3y-14=0.

  4. On multiplie par −1-1 : x−3y+14=0x-3y+14=0. Vérification avec BB : −2−12+14=0-2-12+14=0. Donc c=14c=14.

Une équation de dd est x−3y+14=0x-3y+14=0. Multiplier par −1-1 ne change pas la droite.

Exercice 4 Droites parallèles

★★☆Environ 8 min

Les droites d1:2x−3y+1=0d_1 : 2x-3y+1=0 et d2:kx+6y−5=0d_2 : kx+6y-5=0 sont parallèles. Détermine la valeur du réel kk.

Indice 1

Deux droites sont parallèles quand leurs vecteurs normaux sont colinéaires.

Indice 2

Les vecteurs normaux sont (2 ; −3)(2\,;\,-3) et (k ; 6)(k\,;\,6) : écris la condition de colinéarité ab′−a′b=0ab'-a'b=0.

Voir la correction pas à pas
  1. Vecteur normal de d1d_1 : n⃗1(2 ; −3)\vec n_1(2\,;\,-3). Vecteur normal de d2d_2 : n⃗2(k ; 6)\vec n_2(k\,;\,6).

  2. Colinéarité : 2×6−k×(−3)=02\times6-k\times(-3)=0.

  3. On simplifie : 12+3k=012+3k=0, donc k=−4k=-4.

  4. Contrôle : n⃗2=(−4 ; 6)=−2 n⃗1\vec n_2=(-4\,;\,6)=-2\,\vec n_1.

Pour k=−4k=-4, les vecteurs normaux sont colinéaires et les droites sont parallèles.

Exercice 5 Perpendiculaire passant par un point

★★☆Environ 10 min

Soit d1:3x+4y−2=0d_1 : 3x+4y-2=0 et le point C(5 ; 1)C(5\,;\,1). On cherche la droite d2d_2 passant par CC et perpendiculaire à d1d_1, sous la forme 4x−3y+c=04x-3y+c=0. Détermine cc.

Indice 1

Le vecteur normal de d1d_1 est un vecteur directeur de d2d_2.

Indice 2

Il suffit alors de trouver un vecteur normal à ce vecteur directeur, ou de vérifier que (4 ; −3)(4\,;\,-3) convient.

Voir la correction pas à pas
  1. Vecteur normal de d1d_1 : n⃗1(3 ; 4)\vec n_1(3\,;\,4). Il dirige d2d_2.

  2. Un vecteur normal de d2d_2 doit être orthogonal à (3 ; 4)(3\,;\,4) : n⃗2(4 ; −3)\vec n_2(4\,;\,-3) convient, car 12−12=012-12=0.

  3. Condition avec CC : 4(x−5)−3(y−1)=04(x-5)-3(y-1)=0.

  4. Développement : 4x−20−3y+3=04x-20-3y+3=0, soit 4x−3y−17=04x-3y-17=0. Donc c=−17c=-17.

La droite d2d_2 a pour équation 4x−3y−17=04x-3y-17=0. Vérification : 4×5−3×1−17=04\times5-3\times1-17=0.

Exercice 6 Hauteur d'un triangle

★★☆Environ 10 min

Dans un repère orthonormé, on donne A(1 ; 1)A(1\,;\,1), B(5 ; 3)B(5\,;\,3) et C(2 ; 6)C(2\,;\,6). La hauteur issue de CC dans le triangle ABCABC est la droite passant par CC et perpendiculaire à (AB)(AB). Elle a une équation de la forme 2x+y+c=02x+y+c=0. Détermine cc.

Indice 1

Le vecteur AB→\overrightarrow{AB} est normal à la hauteur issue de CC.

Indice 2

Simplifie AB→\overrightarrow{AB} en le divisant par 22 pour obtenir des coefficients plus petits.

Voir la correction pas à pas
  1. Calcul de AB→(5−1 ; 3−1)=(4 ; 2)\overrightarrow{AB}(5-1\,;\,3-1)=(4\,;\,2).

  2. Ce vecteur est normal à la hauteur ; (2 ; 1)(2\,;\,1), qui lui est colinéaire, l'est aussi.

  3. Condition avec C(2 ; 6)C(2\,;\,6) : 2(x−2)+1(y−6)=02(x-2)+1(y-6)=0.

  4. Développement : 2x−4+y−6=02x-4+y-6=0, soit 2x+y−10=02x+y-10=0. Donc c=−10c=-10.

La hauteur issue de CC a pour équation 2x+y−10=02x+y-10=0. Contrôle : 2×2+6−10=02\times2+6-10=0.

Exercice 7 Médiatrice d'un segment

★★★Environ 12 min

On donne A(−1 ; 2)A(-1\,;\,2) et B(5 ; 6)B(5\,;\,6). Soit II le milieu de [AB][AB] et Δ\Delta la droite passant par II et perpendiculaire à (AB)(AB).

  1. Calcule les coordonnées de II.
  2. Donne une équation de Δ\Delta sous la forme 3x+2y+c=03x+2y+c=0.
  3. Détermine l'ordonnée du point d'intersection de Δ\Delta avec l'axe des ordonnées.
Indice 1

Les coordonnées du milieu sont les moyennes des coordonnées des extrémités.

Indice 2

AB→(6 ; 4)\overrightarrow{AB}(6\,;\,4) est normal à Δ\Delta ; divise-le par 22.

Indice 3

Un point de l'axe des ordonnées a pour abscisse 00.

Voir la correction pas à pas
  1. Milieu : I(−1+52 ; 2+62)=(2 ; 4)I\left(\dfrac{-1+5}{2}\,;\,\dfrac{2+6}{2}\right)=(2\,;\,4).

  2. Vecteur normal : AB→(6 ; 4)\overrightarrow{AB}(6\,;\,4), colinéaire à n⃗(3 ; 2)\vec n(3\,;\,2).

  3. Condition : 3(x−2)+2(y−4)=03(x-2)+2(y-4)=0, soit 3x+2y−14=03x+2y-14=0 (donc c=−14c=-14).

  4. Intersection avec l'axe des ordonnées : x=0x=0 donne 2y=142y=14, donc y=7y=7.

La droite Δ\Delta a pour équation 3x+2y−14=03x+2y-14=0 et coupe l'axe des ordonnées au point (0 ; 7)(0\,;\,7).

Exercice 8 Un paramètre pour la perpendicularité

★★★Environ 12 min

Pour tout réel mm, on considère la droite dm:(m+1)x+2y−3=0d_m : (m+1)x+2y-3=0 et la droite d′:x−2y+1=0d' : x-2y+1=0. Détermine la valeur de mm pour laquelle dmd_m et d′d' sont perpendiculaires.

Indice 1

Écris les vecteurs normaux de dmd_m et de d′d' en fonction de mm.

Indice 2

La perpendicularité des droites se traduit par un produit scalaire nul entre les vecteurs normaux.

Voir la correction pas à pas
  1. Vecteur normal de dmd_m : n⃗(m+1 ; 2)\vec n(m+1\,;\,2). Vecteur normal de d′d' : n⃗′(1 ; −2)\vec n'(1\,;\,-2).

  2. Les droites sont perpendiculaires si n⃗⋅n⃗′=0\vec n\cdot\vec n'=0.

  3. Calcul : (m+1)×1+2×(−2)=m+1−4=m−3(m+1)\times1+2\times(-2)=m+1-4=m-3.

  4. On résout m−3=0m-3=0 : m=3m=3.

  5. Contrôle : pour m=3m=3, n⃗(4 ; 2)\vec n(4\,;\,2) et 4×1+2×(−2)=04\times1+2\times(-2)=0.

Les droites sont perpendiculaires pour m=3m=3, et seulement pour cette valeur.

Les questions qu'on se pose

Comment savoir si j'ai le bon vecteur normal ?

Calcule son produit scalaire avec un vecteur directeur de la droite : il doit être nul, puisqu'un vecteur normal est orthogonal à un vecteur directeur 1. Pour une équation ax+by+c=0ax+by+c=0, le vecteur (a ; b)(a\,;\,b) convient toujours. Un vecteur colinéaire à celui-ci convient aussi.

Pourquoi ma réponse ne ressemble-t-elle pas à la correction ?

Une droite a une infinité d'équations, obtenues en multipliant tous les coefficients par un même réel non nul. Divise ou multiplie ton équation pour comparer. Un test sûr reste de remplacer les coordonnées d'un point de la droite dans ton équation.

Faut-il savoir ces méthodes pour l'épreuve ?

Les exercices de géométrie avec hauteur, médiatrice ou droites perpendiculaires reviennent régulièrement, car ils combinent produit scalaire et équations. Retiens surtout la méthode « point + vecteur normal », qui évite de passer par des coefficients directeurs.

Sources

  1. Chapitre 11 — Équations de droites et cercles, CNRS - Ressources mathématiques. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Équation normale, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Normale (géométrie), Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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