Géométrie PCSI-PTSI, PC-PSI-PT
Cours et 400 exercices corrigés
Jean-Marie Monier
Dunod
Première partie - Cours
Chapitre 0 Programme de début d'année, géométrie
3
0.1 Géométrie élémentaire du plan3
0.1.1 Modes de repérage dans le plan3
0.1.2 Produit scalaire5
0.1.3 Déterminant6
0.1.4. Droites du plan7
0.1.5 Cercles du plan
11
0.2 Géométrie élémentaire de l'espace13
0.2.1 Modes de répérage dans l'espace13
0.2.2 Produit scalaire14
0.2.3 Produit vectoriel
0.2.4 Déterminant, produit mixte15
0.2.5 Droites et plans de l'espace16
0.2.6 Sphères
19
0.3 Courbes paramétrées20
0.3.1 Dérivation de fonctions à valeurs vectorielles21
0.3.2 Notion de courbe paramétrée21
0.3.3 Points réguliers d'une courbe paramétrée22
0.3.4 Branches infinies d'une courbe paramétrée22
0.3.5 Interprétation cinématique25
0.3.6 Courbes définies par une représentation polaire26
0.3.7 Courbes en polaires
26
0.4 Coniques
0.4.1 Définition monofocale des coniques27
0.4.2 Définition bifocale des coniques28
0.4.3 Représentation paramétrique usuelle des coniques29
0.4.4 Tangentes à une conique30
0.4.5 Équation polaire d'une conique de foyer O31
0.4.6 Réduction des coniques
34
Chapitre 1 Géométrie affine dans le plan et dans l'espace de dimension 3
41
1.1 Les espaces affines R2 et R342
1.1.1 Rappels sur les R-ev R2 et R342
1.1.2 Les espaces affines R2 et R3
42
1.2 Droites et plans affines44
1.2.1 Droites affines dans A244
1.2.2 Plans affines dans A352
1.2.3 Droites affines dans A3
57
1.3 Repères cartésiens
67
1.4 Applications affines71
1.4.1 Généralités71
1.4.2 Exemples usuels d'applications affines
73
1.5 Barycentres, convexité82
1.5.1 Barycentres82
1.5.2 Convexité
85
Chapitre 2 Géométrie affine euclidienne dans le plan et dans l'espace de dimension 3
89
2.1 Rappels de géométrie vectorielle euclidienne dans R2 et R390
2.1.1 Produit scalaire canonique90
2.1.2 Orthogonalité91
2.1.3 Produit mixte et produit vectoriel dans R392
2.1.4 Endomorphismes orthogonaux de R2 ou R3
94
2.2 Géométrie affine euclidienne plane100
2.2.1 Distances, angles100
2.2.2 Isométries affines du plan105
2.2.3 Similitudes directes du plan108
2.2.4 Le cercle dans le plan112
2.2.5 Coniques dans le plan affine euclidien119
2.2.6 Utilisation des nombres complexes en géométrie euclidienne plane
126
2.3 Géométrie affine euclidienne en dimension 3139
2.3.1 Distances, angles139
2.3.2 Isométries affines de E3146
2.3.3 La sphère et le cercle dans l'espace150
Compléments aux exercices
158
Chapitre 3 Courbes du plan
171
3.1 Arcs paramétrés172
3.1.1 Généralités172
3.1.2 Etude locale en un point d'un arc paramétré175
3.1.3 Branches infinies183
3.1.4 Symétries186
3.1.5 Points multiples187
3.1.6 Plan d'étude d'un arc paramétré189
3.1.7 Exemples de tracé d'arcs paramétrés190
3.1.8 Calculs d'aires planes
197
3.2 Courbes en coordonnées polaires202
3.2.1 Coordonnées polaires202
3.2.2 Représentation d'une courbe en coordonnées polaires203
3.2.3 La droite en coordonnées polaires203
3.2.4 Le cercle en coordonnées polaires204
3.2.5 Coniques ayant un foyer à l'origine205
3.2.6 Etude locale en un point d'une courbe définie par une équation polaire205
3.2.7 Branches infinies206
3.2.8 Symétries208
3.2.9 Concavité par rapport à l'origine, inflexions209
3.2.10 Points multiples211
3.2.11 Plan d'étude d'une courbe donnée par une équation polaire212
3.2.12 Exemples de tracé de courbes en coordonnées polaires213
3.2.13 Calculs d'aires planes en coordonnées polaires
216
3.3 Courbes définies par une équation cartésienne218
3.3.1 Généralités218
3.3.2 Exemples
220
3.4 Enveloppe d'une famille de droites du plan224
3.4.1 Théorie224
3.4.2 Exemples
226
Chapitre 4 Propriétés métriques des courbes du plan
231
4.1 Propriétés du premier ordre232
4.1.1 Abscisse curviligne232
4.1.2 Représentation paramétrique en fonction de l'abscisse curviligne
237
4.2 Propriétés du deuxième ordre240
4.2.1 Rayon de courbure240
4.2.2 Centre de courbure247
4.2.3 Développée d'une courbe du plan251
4.2.4 Développantes d'une courbe du plan
255
Chapitre 5 Courbes de l'espace et surfaces
259
5.1 Courbes de l'espace260
5.1.1 Généralités260
5.1.2 Tangente en un point263
5.1.3 Abscisse curviligne265
5.1.4 Etude métrique
267
5.2 Surfaces275
5.2.1 Généralités275
5.2.2 Plan tangent276
5.2.3 Surfaces usuelles282
5.2.4 Quadriques288
5.2.5 Surfaces réglées, surfaces développables296
5.2.6 Exemples de recherche de courbes tracées sur une surface et satisfaisant une condition différentielle
301
Deuxième partie
Indications et réponses des exercices
Chap. 0315
Chap. 1323
Chap. 2337
Chap. 3385
Chap. 4425
Chap. 5
437
Index des notations
461
Index alphabétique463