2ndeGéométrie

Équation d'une droite

16 min5 exercicesSéquence 5.52nde

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Durée : 16 min

Équation réduite

Toute droite non parallèle à l'axe des ordonnées admet une équation de la forme :

y=mx+py = mx+p

appelée équation réduite de la droite : mm est le coefficient directeur et pp l'ordonnée à l'origine. On retrouve ici la fonction affine associée f(x)=mx+pf(x)=mx+p.

Cas particulier : une droite parallèle à l'axe des ordonnées (donc « verticale ») n'est pas le graphe d'une fonction ; son équation est de la forme x=cx=c (avec cc constant), et elle n'a pas de coefficient directeur.

Équation cartésienne

Une droite peut aussi s'écrire sous forme cartésienne :

ax+by+c=0avec (a ; b)(0 ; 0)ax+by+c=0 \qquad \text{avec } (a\ ;\ b) \neq (0\ ;\ 0)

Un vecteur directeur de cette droite est u(ba)\overrightarrow{u}\begin{pmatrix} -b \\ a \end{pmatrix} : ce vecteur indique la direction de la droite, et tout vecteur colinéaire à u\overrightarrow{u} en est aussi un vecteur directeur.

Déterminer l'équation d'une droite passant par deux points

Si une droite passe par A(xA ; yA)A(x_A\ ;\ y_A) et B(xB ; yB)B(x_B\ ;\ y_B) avec xAxBx_A \neq x_B, on procède en deux étapes :

Méthode

1. Calculer le coefficient directeur : m=yByAxBxAm = \dfrac{y_B-y_A}{x_B-x_A}.

2. Utiliser les coordonnées d'un point connu (par exemple AA) dans y=mx+py=mx+p pour trouver pp.

Exemple : droite passant par A(1 ; 3)A(1\ ;\ 3) et B(4 ; 9)B(4\ ;\ 9). On calcule m=9341=63=2m = \dfrac{9-3}{4-1} = \dfrac{6}{3}=2. Avec AA : 3=2×1+p    p=13 = 2\times1+p \implies p=1. L'équation réduite est y=2x+1y=2x+1.

Droites parallèles

Deux droites sont paralleˋles    leurs vecteurs directeurs sont colineˊaires\text{Deux droites sont parallèles} \iff \text{leurs vecteurs directeurs sont colinéaires}

Pour deux droites données par leur équation réduite, cela revient simplement à comparer leurs coefficients directeurs :

y=mx+p  y=mx+p    m=my=mx+p \ \parallel\ y=m'x+p' \iff m=m'

Exemple : y=3x2y=3x-2 et y=3x+5y=3x+5 sont parallèles (même coefficient directeur m=3m=3), alors que y=3x2y=3x-2 et y=4x2y=4x-2 ne le sont pas.

À retenir

- Équation réduite : y=mx+py=mx+p (sauf droites verticales, d'équation x=cx=c).
- Équation cartésienne : ax+by+c=0ax+by+c=0, de vecteur directeur u(ba)\overrightarrow{u}\begin{pmatrix} -b \\ a \end{pmatrix}.
- Pour deux points connus, on calcule mm avec le taux de variation, puis pp en substituant.
- Deux droites (non verticales) sont parallèles si et seulement si elles ont le même coefficient directeur mm.

Exercices

Dans l'équation réduite y=mx+py=mx+p, le coefficient mm représente :

Les droites d'équations y=5x+1y=5x+1 et y=5x3y=5x-3 sont parallèles.

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