PROPOSITION (Equation cartesienne d’une droite connaissant un vecteur directeur).
Toute droite du plan admet une équation de la forme
ax +by +c= 0
où a, b et csont trois réels, aet bétant non simultanément nuls. On dit que cette équation est une équation
cartésienne de la droite.
Réciproquement, si a, b et ctrois réels tels que (a;b)6= (0; 0), alors l’ensemble des points M(x;y)qui
vérifient la relation ax+by +c= 0 est une droite. De plus, un vecteur directeur de cette droite est −→
u(−b;a).
EXEMPLES.Déterminer l’équation réduite de la droite passant par les points A(1; −3) et B(2; −5).
On sait que −−→
AB(1; −2) est un vecteur directeur de la droite (AB). On note Dcette droite. On note
(x;y)les coordonnées d’un point M.
M(x;y)appartient à la droite D ⇐⇒ les vecteurs −−→
AM et −−→
AB sont colinéaires
⇐⇒ −−→
AM x−1
y+ 3 et −−→
AB 1
−2sont colinéaires
⇐⇒ (x−1) ×(−2) −1(y+ 3) = 0
⇐⇒ −2x+ 2 −y−3 = 0
Ainsi, une équation cartesienne de (AB)est −2x−y−1 = 0. Bien entendu, on déduit l’équation
réduite de (AB)qui est y=−2x−1.
EXEMPLES.5x−2y+ 3 = 0 est l’équation d’une droite : on a a= 5,b=−2et c= 3. Un vecteur
directeur de cette droite est −→
u(−b;a)soit −→
u(2; 5). Cette droite passe par le point A(1; 4) : on peut
alors construire cette droite.
REMARQUES.On privilégiera maintenant les équations cartesiennes ax +by +c= 0 aux équations réduites
y=mx +p. En effet, le principal défaut des équations réduites réside dans le fait que les droites de vecteurs
directeurs −→
jn’ont pas une équation de la forme y=mx +palors que les équations cartesiennes englobent
toutes les droites du plan.
B Vecteur normal et équation cartesienne en RON
En repère orthonormal, on peut aussi déterminer une équation cartesienne d’une droite Dconnaissant un
vecteur normal de la droite, c’est à dire un vecteur de direction perpendiculaire à celle de la droite D. Dans la
suite de ce paragraphe, on munit le plan d’un repère orthonormé (O;−→
i , −→
j).
DÉFINITION.Soit Dune droite du plan muni d’un repère orthonormé (O;−→
i , −→
j). On dit qu’un vecteur
non nul −→
nest un vecteur normal pour la droite Dsi sa direction est perpendiculaire à celle de D.
PROPOSITION (Caractérisation d’une droite par le produit scalaire).
Soit Dune droite du plan de vecteur normal −→
npassant par un point A.
Alors, Dest exactement l’ensemble des points Mdu plan tels que
−→
n·−−→
AM = 0.
Démonstration. Soit Mun point de la droite D. Si M=A, alors −−→
AM·−→
n=−→
0·−→
n= 0.
Si M6=A, alors −−→
AM est un vecteur orthogonal à −→
npar définition de −→
net donc
−−→
AM ·−→
n= 0.
Réciproquement, soit Mun point tel que −→
n·−−→
AM = 0. Alors soit −−→
AM =−→
0c’est-à-
dire M=A, soit −−→
AM est non nul et donc orthogonal à −→
n. Ainsi, Mappartient à la
droite D. D’où la proposition.
D
−→
u
(vecteur directeur)
−→
n(vecteur normal)