Sommaire
1Réciter le cours 2Expliciter la condition 3Calculer le complexe \dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A} 4Conclure Ce contenu a été rédigé par l'équipe éditoriale de Kartable.
Dernière modification : 07/08/2019 - Conforme au programme 2019-2020
Deux droites (AB) et (CD) sont perpendiculaires si et seulement si \left(\overrightarrow{AB};\overrightarrow{CD}\right) = \dfrac{\pi}{2} +k\pi, k\in\mathbb{Z}.
On considère les points A, B, C et D d'affixes respectives :
z_A = -1+i ; z_B = 1+3i ; z_C = 4+3i et z_D =7
Démontrer que les droites (AB) et (CD) sont perpendiculaires.
Réciter le cours
On rappelle que les droites (AB) et (CD) sont perpendiculaires si et seulement si \left(\overrightarrow{AB};\overrightarrow{CD}\right) = \dfrac{\pi}{2} +k\pi, k\in\mathbb{Z}.
\left(AB\right) et \left(CD\right) sont perpendiculaires si et seulement si \left(\overrightarrow{AB};\overrightarrow{CD}\right) = \dfrac{\pi}{2} +k\pi, k\in\mathbb{Z}.
Expliciter la condition
Etant donné que :
\left(\overrightarrow{AB};\overrightarrow{CD}\right) =arg\left(\dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A}\right),
(AB) et (CD) sont perpendiculaires si et seulement si arg\left(\dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A}\right)= \dfrac{\pi}{2} +k\pi ; k\in\mathbb{Z}.
Cela revient à montrer que le complexe \dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A} est un imaginaire pur.
Or, on sait que :
\left(\overrightarrow{AB};\overrightarrow{CD}\right) =arg\left(\dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A}\right)
Ainsi, \left(AB\right) et \left(CD\right) sont perpendiculaires si et seulement si arg\left(\dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A}\right)= \dfrac{\pi}{2} +k\pi, k\in\mathbb{Z}.
On cherche donc à montrer que \dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A} est un imaginaire pur.
Calculer le complexe \dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A}
On calcule \dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A} et on simplifie son expression.
\dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A} = \dfrac{7-\left(4+3i\right)}{1+3i-\left(-1+i\right)} = \dfrac{3-3i}{2+2i}
D'où :
\dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A} = \dfrac{3-3i}{2+2i}
\dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A} = \dfrac{3-3i}{2+2i} \times \dfrac{2-2i}{2-2i}
\dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A} = \dfrac{6-6i-6i+6i^2}{4+4}
Finalement :
\dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A} = -\dfrac{12}{8} i= -\dfrac{3}{2} i
Conclure
Si le complexe obtenu est un imaginaire pur, on conclut que les droites (AB) et (CD) sont perpendiculaires.
\dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A} = -\dfrac{3}{2} i. Donc \dfrac{z_D-z_C}{z_B-z_A} est un imaginaire pur.
Ainsi, les droites (AB) et (CD) sont perpendiculaires.