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Mathématiques (spécialité) · TerminaleBac

Quiz : orthogonalité et projeté orthogonal en Terminale

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

L'essentiel

  • Deux droites de l'espace sont orthogonales quand leurs vecteurs directeurs ont un produit scalaire nul ; elles n'ont pas besoin d'être sécantes.
  • Un plan est défini par un point A et un vecteur normal n : M appartient au plan si et seulement si le produit scalaire de AM par n est nul.
  • Le projeté orthogonal H de M sur un plan P est le point de P tel que (MH) soit perpendiculaire à P ; c'est le point de P le plus proche de M.
  • Pour calculer H : écrire H = M + t·n, puis trouver t en imposant que H vérifie l'équation du plan.
  • Si M est déjà dans le plan, son projeté est M lui-même et la distance au plan vaut 0.

Avant de commencer

Ce quiz porte sur l'orthogonalité dans l'espace et sur le projeté orthogonal : droites orthogonales, droite et plan orthogonaux, vecteur normal à un plan, projeté d'un point sur une droite ou sur un plan 1. Ces notions font le lien entre le calcul (vecteurs, produit scalaire) et ce que l'on voit dans la figure en trois dimensions 3. Un sujet de géométrie du baccalauréat demande par exemple le projeté orthogonal d'un point sur un plan 4.

Tu as besoin des notions vues avant : bases et repères de l'espace, représentations paramétriques de droites, produit scalaire dans l'espace et équation cartésienne d'un plan. Les questions mélangent les formats : choix unique, choix multiples, vrai ou faux et réponses numériques. Prends un brouillon : plusieurs questions se résolvent en quelques lignes de calcul, et l'explication qui suit chaque réponse refait ce calcul pas à pas.

Quiz

15 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Soit PP un plan et AA un point de l'espace n'appartenant pas à PP. Quelle propriété caractérise le projeté orthogonal HH de AA sur PP ?

  2. Soit MM un point n'appartenant pas à un plan PP et HH son projeté orthogonal sur PP. Parmi les affirmations suivantes, lesquelles sont vraies ?

    Plusieurs réponses possibles.

  3. Dans un repère orthonormé, on considère le plan PP d'équation x+2y+2z=9x+2y+2z=9 et l'origine OO. Quelle est la distance OHOH, où HH est le projeté orthogonal de OO sur PP ? (réponse en unités de longueur)

  4. Soit dd la droite de vecteur directeur u⃗(1 ;2 ;−1)\vec u(1\,;2\,;-1). Laquelle de ces droites, de vecteur directeur v⃗\vec v, est orthogonale à dd ?

  5. Deux droites orthogonales de l'espace sont toujours sécantes.

  6. Un vecteur normal à un plan PP est orthogonal à tout vecteur directeur d'une droite contenue dans PP.

  7. Quelle est une équation cartésienne du plan passant par A(1 ;0 ;2)A(1\,;0\,;2) et de vecteur normal n⃗(2 ;−1 ;3)\vec n(2\,;-1\,;3) ?

  8. On note HH le projeté orthogonal d'un point AA sur une droite (D)(D) de l'espace. L'ensemble des points de l'espace dont le projeté sur (D)(D) est HH est :

  9. Dans un repère orthonormé, la droite (D)(D) passe par l'origine OO et a pour vecteur directeur u⃗(1 ;2 ;2)\vec u(1\,;2\,;2). Soit A(3 ;0 ;3)A(3\,;0\,;3) et HH son projeté orthogonal sur (D)(D). Quelle est l'ordonnée de HH ?

  10. Dans un repère orthonormé, soit le plan PP d'équation x+y+z=0x+y+z=0 et le point A(2 ;1 ;3)A(2\,;1\,;3). Quelles sont les coordonnées du projeté orthogonal de AA sur PP ?

  11. Soit FF un plan, GG une droite contenue dans FF, aa un point de l'espace, bb son projeté orthogonal sur FF et cc le projeté orthogonal de bb sur GG. Alors cc est aussi le projeté orthogonal de aa sur GG.

  12. Dans un cube ABCDEFGHABCDEFGH d'arête 11, muni du repère orthonormé (A ;AB→,AD→,AE→)(A\,;\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AD},\overrightarrow{AE}), quel est le projeté orthogonal du point G(1 ;1 ;1)G(1\,;1\,;1) sur le plan (ABC)(ABC) ?

  13. Deux droites (D)(D) et (D′)(D') du plan se coupent en formant un angle θ=60∘\theta=60^\circ. Un segment de 1010 cm est porté par (D)(D). Quelle est, en cm, la longueur de son projeté orthogonal sur (D′)(D') ?

  14. Si le point MM appartient déjà au plan PP, alors son projeté orthogonal sur PP est MM lui-même.

  15. Dans un repère orthonormé, un plan PP a pour vecteur normal n⃗(1 ;−2 ;2)\vec n(1\,;-2\,;2). Une droite dd a pour vecteur directeur u⃗(2 ;0 ;−1)\vec u(2\,;0\,;-1). Que peut-on dire de dd par rapport à PP ?

Les questions qu'on se pose

Comment savoir si je dois utiliser le produit scalaire ou une équation de plan ?

Le produit scalaire sert à tester une orthogonalité : deux vecteurs directeurs, ou un vecteur directeur et un vecteur normal, dont le produit scalaire est nul 1. L'équation cartésienne sert à décrire un plan et à vérifier qu'un point lui appartient. Dans un calcul de projeté, on utilise les deux : le vecteur normal donne la direction de la perpendiculaire, et l'équation du plan permet de trouver la valeur du paramètre tt.

Que faire quand le sujet de bac demande « le projeté orthogonal de $E$ sur un plan » ?

Identifie un vecteur normal du plan (lu dans son équation ou obtenu par produit scalaire), écris la droite passant par EE de vecteur directeur ce vecteur normal, puis cherche son intersection avec le plan. Ce point d'intersection est le projeté 6. Les sujets d'examen utilisent ce projeté pour calculer une aire 4. Vérifie toujours à la fin que le point trouvé vérifie l'équation du plan.

Le projeté orthogonal est-il toujours unique ?

Oui, pour un point donné et un plan ou une droite donnés, il n'existe qu'un seul projeté orthogonal : c'est le point le plus proche 1. C'est ce qui permet de définir la distance d'un point à un plan comme la longueur MHMH, sans ambiguïté.

Sources

Programme visé : Programme de spécialité de mathématiques de Terminale générale – Géométrie dans l'espace · Ministère de l'Éducation nationale

  1. Programme de spécialité de mathématiques de Terminale générale – Géométrie dans l'espace, Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. MATHÉMATIQUES Espace et géométrie – Informer et accompagner, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Intentions majeures – Orthogonalité et distances dans l'espace, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  4. Sujet d'examen – Géométrie et projeté orthogonal (24-MATJ2G11), Ministère de l'Éducation nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
  5. Cycle terminal de la voie générale – Ressources pédagogiques, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  6. Projection orthogonale, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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