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Chapitre 08 Géométrie repérée Première Spé

Exercices corrigés sur la géométrie repérée en Première spécialité

Les exercices de géométrie repérée en Première spécialité traduisent des informations géométriques en équations. Tu calcules des coordonnées de vecteurs, des milieux et des distances, puis tu détermines une droite à partir de deux points ou d’une direction. Pour les cercles, tu passes du centre et du rayon à une équation, ou tu retrouves ces données dans une expression développée.

Les problèmes combinent ensuite droites perpendiculaires, intersections, médiatrices et cercles circonscrits. Pour trouver un projeté orthogonal, décris la droite perpendiculaire passant par le point donné, puis résous le système formé avec la droite de projection. Vérifie que les coordonnées obtenues satisfont les équations de départ. Les figures et les corrections permettent de relier chaque calcul à sa construction dans le repère.

50 exercices : 18 faciles, 16 intermédiaires, 9 difficiles, 7 avancés. Le tri et la recherche ci-dessous permettent de commencer par le niveau qui te convient. Ta progression est mémorisée sur cet appareil.

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Les 50 exercices, du plus simple au plus complet

50 exercices disponibles0 réussis · 0 à revoir

Exercice 1

Non commencéFacile
Coordonnées d'un vecteur. Soit A(1 ;2)A(1\,;2) et B(4 ;7)B(4\,;7). Déterminer les coordonnées de AB→\overrightarrow{AB}.

Exercice 2

Non commencéFacile
Milieu. Déterminer les coordonnées du milieu II de [AB][AB] pour A(1 ;3)A(1\,;3) et B(5 ;7)B(5\,;7).

Exercice 3

Non commencéFacile
Colinéarité (1). Les vecteurs u→(2 ;3)\vec{u}(2\,;3) et v→(4 ;6)\vec{v}(4\,;6) sont-ils colinéaires ?

Exercice 4

Non commencéFacile
Colinéarité (2). Les vecteurs u→(1 ;2)\vec{u}(1\,;2) et v→(3 ;5)\vec{v}(3\,;5) sont-ils colinéaires ?

Exercice 5

Non commencéFacile
Vecteur directeur. Donner un vecteur directeur de la droite d'équation 2x+3y−6=02x + 3y - 6 = 0.

Exercice 6

Non commencéFacile
Reconnaître un projeté orthogonal. Dans un repère orthonormé, on considère la droite dd d'équation y=2y=2, le point A(3 ;5)A(3\,;5) et le point H(3 ;2)H(3\,;2).

1. Vérifier que HH appartient à dd.
2. Montrer que (AH)(AH) est perpendiculaire à dd.
3. En déduire que HH est le projeté orthogonal de AA sur dd.

Exercice 7

Non commencéFacile
Coefficient directeur. Donner le coefficient directeur de la droite y=3x−2y = 3x - 2.

Exercice 8

Non commencéFacile
Équation réduite. Mettre l'équation 2x−y+4=02x - y + 4 = 0 sous forme réduite.

Exercice 9

Non commencéFacile
Pente à partir de deux points. Déterminer le coefficient directeur de la droite passant par A(0 ;1)A(0\,;1) et B(2 ;5)B(2\,;5).

Exercice 10

Non commencéFacile
Centre et rayon. Donner le centre et le rayon du cercle d'équation (x−2)2+(y+3)2=25(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 25.

Exercice 11

Non commencéFacile
Équation d'un cercle. Donner l'équation du cercle de centre Ω(1 ;2)\Omega(1\,;2) et de rayon 33.

Exercice 12

Non commencéFacile
Appartenance à un cercle. Le point M(3 ;4)M(3\,;4) appartient-il au cercle d'équation x2+y2=25x^2 + y^2 = 25 ?

Exercice 13

Non commencéFacile
Vecteur directeur (réduite). Donner un vecteur directeur de la droite y=−2x+1y = -2x + 1.

Exercice 14

Non commencéFacile
Droites parallèles. Les droites y=2x+1y = 2x + 1 et y=2x−3y = 2x - 3 sont-elles parallèles ?

Exercice 15

Non commencéFacile
Distance. Calculer ABAB pour A(1 ;1)A(1\,;1) et B(4 ;5)B(4\,;5).

Exercice 16

Non commencéIntermédiaire
Droite par point et direction. Déterminer une équation cartésienne de la droite passant par A(1 ;2)A(1\,;2) et de vecteur directeur u→(3 ;1)\vec{u}(3\,;1).

Exercice 17

Non commencéIntermédiaire
Droite par deux points. Déterminer l'équation réduite de la droite passant par A(2 ;−1)A(2\,;-1) et B(4 ;3)B(4\,;3).

Exercice 18

Non commencéIntermédiaire
Points alignés. Les points A(1 ;1)A(1\,;1), B(3 ;4)B(3\,;4) et C(5 ;7)C(5\,;7) sont-ils alignés ?

Exercice 19

Non commencéIntermédiaire
Pente d'une cartésienne. Déterminer le coefficient directeur de la droite 3x−2y+6=03x - 2y + 6 = 0.

Exercice 20

Non commencéIntermédiaire
Droite parallèle. Déterminer l'équation réduite de la droite parallèle à y=3x−1y = 3x - 1 passant par A(2 ;4)A(2\,;4).

Exercice 21

Non commencéIntermédiaire
Calculer un projeté orthogonal. Dans un repère orthonormé, on considère le point A(3 ;4)A(3\,;4) et la droite
d:x+2y−4=0.d:x+2y-4=0.
On note HH le projeté orthogonal de AA sur dd.

1. Donner un vecteur normal à dd.
2. Déterminer une équation de la droite Δ\Delta passant par AA et perpendiculaire à dd.
3. En déduire les coordonnées de HH.

Exercice 22

Non commencéIntermédiaire
Cercle par centre et point. Déterminer l'équation du cercle de centre Ω(1 ;2)\Omega(1\,;2) passant par A(4 ;6)A(4\,;6).

Exercice 23

Non commencéIntermédiaire
Cercle de diamètre. Déterminer l'équation du cercle de diamètre [AB][AB] pour A(0 ;0)A(0\,;0) et B(6 ;8)B(6\,;8).

Exercice 24

Non commencéIntermédiaire
Intersection de deux droites. Déterminer le point d'intersection des droites y=2x+1y = 2x + 1 et y=−x+4y = -x + 4.

Exercice 25

Non commencéIntermédiaire
Cartésienne vers réduite. Mettre x+2y−4=0x + 2y - 4 = 0 sous forme réduite et donner sa pente.

Exercice 26

Non commencéIntermédiaire
Distance d'un point à une droite par projection. Dans un repère orthonormé, on considère
A(4 ;4)etd:x+y−2=0.A(4\,;4)\qquad\text{et}\qquad d:x+y-2=0.
On note HH le projeté orthogonal de AA sur dd.

1. Déterminer une équation de la droite (AH)(AH).
2. Calculer les coordonnées de HH.
3. En déduire la distance du point AA à la droite dd, sans utiliser de formule générale de distance point-droite.

Exercice 27

Non commencéIntermédiaire
Cercle développé. Déterminer le centre et le rayon du cercle d'équation x2+y2−4x+6y−3=0x^2 + y^2 - 4x + 6y - 3 = 0.

Exercice 28

Non commencéIntermédiaire
Point sur une droite. Le point A(2 ;1)A(2\,;1) appartient-il à la droite 3x−2y−4=03x - 2y - 4 = 0 ?

Exercice 29

Non commencéDifficile
Droite perpendiculaire à (BC). Déterminer une équation cartésienne de la droite passant par A(3 ;1)A(3\,;1) et perpendiculaire à (BC)(BC), où B(1 ;2)B(1\,;2) et C(5 ;4)C(5\,;4).

Exercice 30

Non commencéDifficile
Hauteur d'un triangle. Soit A(1 ;5)A(1\,;5), B(0 ;0)B(0\,;0), C(4 ;2)C(4\,;2). Déterminer une équation de la hauteur issue de AA (perpendiculaire à (BC)(BC)).

Exercice 31

Non commencéDifficile
Cercle passant par trois points. Déterminer l'équation du cercle passant par A(1 ;0)A(1\,;0), B(−1 ;0)B(-1\,;0) et C(0 ;1)C(0\,;1).

Exercice 32

Non commencéDifficile
Reconnaître un cercle et étudier des sections horizontales. On considère l'ensemble C\mathcal C d'équation
x2+y2−6x+4y+4=0.x^2+y^2-6x+4y+4=0.

1. Mettre cette équation sous la forme (x−a)2+(y−b)2=R2(x-a)^2+(y-b)^2=R^2. En déduire le centre et le rayon de C\mathcal C.
2. Pour un réel kk, on note dkd_k la droite d'équation y=ky=k. Déterminer, selon la valeur de kk, si dkd_k coupe C\mathcal C en zéro, un ou deux points.
3. Déterminer exactement les points d'intersection de C\mathcal C avec d−2d_{-2}.

Exercice 33

Non commencéDifficile
Projeté orthogonal et cercle. Dans un repère orthonormé, on considère le point A(3 ;3)A(3\,;3) et la droite
d:x+y=0.d:x+y=0.
On note HH le projeté orthogonal de AA sur dd.

1. Déterminer les coordonnées de HH, puis calculer AHAH.
2. Donner une équation du cercle C\mathcal C de centre AA passant par HH.
3. Tout point MM de dd peut s'écrire M(t ;−t)M(t\,;-t). Montrer que
AM2=AH2+2t2.AM^2=AH^2+2t^2.
En déduire que HH est l'unique point commun à dd et C\mathcal C.

Exercice 34

Non commencéDifficile
Médiatrice. Déterminer une équation cartésienne de la médiatrice du segment [AB][AB] pour A(1 ;2)A(1\,;2) et B(5 ;4)B(5\,;4).

Exercice 35

Non commencéDifficile
Alignement avec paramètre. Déterminer xx pour que les points A(1 ;2)A(1\,;2), B(4 ;3)B(4\,;3) et C(x ;5)C(x\,;5) soient alignés.

Exercice 36

Non commencéAvancé
Cercle de diamètre et angle droit. Soit A(−1 ;2)A(-1\,;2) et B(3 ;4)B(3\,;4).
1.
Déterminer l'équation du cercle de diamètre [AB][AB].
2.
Le point C(3 ;2)C(3\,;2) appartient-il à ce cercle ? Que peut-on en déduire pour l'angle ACB^\widehat{ACB} ?
Ton auto-évaluation

Après comparaison avec la correction, où en es-tu ?

Exercice 37

Non commencéAvancé
Cercle de diamètre et produit scalaire. Dans un repère orthonormé, on considère les points
A(−2 ;1)etB(4 ;3).A(-2\,;1)\qquad\text{et}\qquad B(4\,;3).
On cherche l'ensemble E\mathcal E des points M(x ;y)M(x\,;y) tels que
MA→⋅MB→=0.\overrightarrow{MA}\cdot\overrightarrow{MB}=0.

1. Traduire cette condition avec les coordonnées de MM, puis obtenir une équation cartésienne de E\mathcal E.
2. Mettre cette équation sous forme canonique et reconnaître le cercle de diamètre [AB][AB].
3. Vérifier que C(2 ;5)C(2\,;5) appartient à E\mathcal E et en déduire la nature de l'angle ACB^\widehat{ACB}.

Exercice 38

Non commencéAvancé
Cercle circonscrit. Déterminer l'équation du cercle circonscrit au triangle A(0 ;0)A(0\,;0), B(4 ;0)B(4\,;0), C(0 ;6)C(0\,;6).

Exercice 39

Non commencéAvancé
Perpendiculaire et intersection. Soit d:2x−3y+1=0d : 2x - 3y + 1 = 0. Déterminer une équation de la droite d′d' perpendiculaire à dd passant par le point d'intersection de dd avec l'axe des abscisses.

Exercice 40

Non commencéAvancé
Ensemble des points équidistants. Déterminer l'ensemble des points M(x ;y)M(x\,;y) équidistants de A(1 ;0)A(1\,;0) et B(0 ;2)B(0\,;2), et vérifier que c'est une droite perpendiculaire à (AB)(AB).

Exercice 41

Non commencéFacile
Vecteur, milieu et distance. La figure place A(−2 ;1)A(-2\,;1) et B(4 ;3)B(4\,;3) dans un repère orthonormé.

1. Calculer les coordonnées de AB→\overrightarrow{AB}.
2. Déterminer les coordonnées du milieu II de [AB][AB].
3. Calculer la longueur exacte ABAB.
4. Vérifier sur la figure la cohérence des signes obtenus pour le vecteur.
Le vecteur AB va de A(−2 ; 1) vers B(4 ; 3) ; son milieu reste à déterminer.

Exercice 42

Non commencéFacile
Une droite définie par un point et une direction. La droite dd passe par A(1 ;−1)A(1\,;-1) et a pour vecteur directeur u→=(2 ;3)\vec u=(2\,;3), représenté par la flèche sur la figure.

1. Donner un vecteur normal n→\vec n à dd.
2. Déterminer une équation cartésienne de dd.
3. Vérifier que le point B(3 ;2)B(3\,;2) appartient à dd.
4. Donner l'équation réduite de dd.
La droite d passe par A ; la flèche partant de A représente le vecteur directeur u = (2 ; 3).

Exercice 43

Non commencéFacile
Appartient ou n'appartient pas ? On considère la droite

d:2x−y−3=0d:2x-y-3=0

et les points P(2 ;1)P(2\,;1), Q(0 ;2)Q(0\,;2) et R(−1 ;−5)R(-1\,;-5).

1. Tester par le calcul l'appartenance de chacun des trois points à dd.
2. Donner un vecteur directeur de dd.
3. Expliquer pourquoi la lecture graphique seule ne suffit pas toujours pour certifier une appartenance.

Exercice 44

Non commencéIntermédiaire
Droite passant par deux points. La figure donne A(−2 ;3)A(-2\,;3) et B(4 ;−1)B(4\,;-1).

1. Calculer un vecteur directeur de (AB)(AB).
2. Déterminer une équation cartésienne de (AB)(AB).
3. En déduire son équation réduite.
4. Déterminer les coordonnées des points d'intersection de (AB)(AB) avec les deux axes.
La droite recherchée passe par A(−2 ; 3) et B(4 ; −1).

Exercice 45

Non commencéIntermédiaire
Perpendiculaire menée par un point. On considère

d:2x−y+1=0d:2x-y+1=0

et le point P(3 ;1)P(3\,;1). La droite d′d' passe par PP et est perpendiculaire à dd.

1. Donner un vecteur normal et un vecteur directeur de dd.
2. Déterminer une équation cartésienne de d′d'.
3. Calculer les coordonnées du point d'intersection HH de dd et d′d'.
4. Expliquer le rôle géométrique de HH.
La droite d et le point P sont donnés ; la perpendiculaire d′ et son point d’intersection H restent à déterminer.

Exercice 46

Non commencéIntermédiaire
Équation d'un cercle. La figure représente le cercle C\mathcal C de centre Ω(1 ;−2)\Omega(1\,;-2) et de rayon 33.

1. Écrire une équation de C\mathcal C.
2. Vérifier si A(4 ;−2)A(4\,;-2) et B(1 ;1)B(1\,;1) appartiennent à C\mathcal C.
3. Déterminer les points d'intersection de C\mathcal C avec la droite verticale x=1x=1.
4. Déterminer les abscisses extrêmes des points du cercle.
Cercle C de centre Ω(1 ; −2) et de rayon 3 ; l’appartenance des points proposés reste à vérifier.

Exercice 47

Non commencéDifficile
Intersection d'une droite et d'un cercle. Dans le repère de la figure,

C:x2+y2=25etd:y=4.\mathcal C:x^2+y^2=25 \qquad\text{et}\qquad d:y=4.

1. Identifier le centre et le rayon de C\mathcal C.
2. Résoudre le système formé par les deux équations.
3. Donner les coordonnées exactes des points d'intersection AA et BB.
4. Calculer la longueur de la corde [AB][AB] et la distance du centre à la droite dd.
Le cercle de centre O et de rayon 5 et la droite horizontale d d’équation y = 4 ; leurs intersections restent à calculer.

Exercice 48

Non commencéDifficile
Projeté orthogonal avec deux équations cartésiennes. On donne le point A(5 ;4)A(5\,;4) et la droite

d:x+2y−4=0.d:x+2y-4=0.

On cherche le projeté orthogonal HH de AA sur dd.

1. Donner un vecteur directeur de dd.
2. Déterminer une équation cartésienne de la droite d′d' passant par AA et perpendiculaire à dd.
3. Résoudre le système des équations de dd et d′d' pour trouver HH.
4. Calculer AHAH et vérifier graphiquement la cohérence du résultat.
Le point A et la droite d sont donnés ; la perpendiculaire d′ et le projeté H restent à construire et calculer.

Exercice 49

Non commencéAvancé
Cercle circonscrit sans formule toute faite. On considère

A(−2 ;1),B(4 ;1),C(1 ;5).A(-2\,;1),\qquad B(4\,;1),\qquad C(1\,;5).

1. Déterminer le milieu de [AB][AB] puis une équation de sa médiatrice.
2. Le centre Ω\Omega du cercle circonscrit est donc de la forme Ω(1 ;t)\Omega(1\,;t). Traduire ΩA=ΩC\Omega A=\Omega C par une équation en tt.
3. Déterminer Ω\Omega et le rayon du cercle circonscrit.
4. Écrire une équation de ce cercle et vérifier que BB la satisfait.
Triangle ABC donné dans le repère ; sa médiatrice et son cercle circonscrit restent à déterminer.

Exercice 50

Non commencéAvancé
Deux tangentes à un cercle. On considère le cercle

C:x2+y2=25\mathcal C:x^2+y^2=25

et les points A(3 ;4)A(3\,;4) et B(3 ;−4)B(3\,;-4).

1. Vérifier que AA et BB appartiennent à C\mathcal C.
2. La tangente en AA est perpendiculaire au rayon [OA][OA]. Déterminer son équation cartésienne dAd_A.
3. Déterminer de même l'équation de la tangente dBd_B en BB.
4. Calculer leur point d'intersection TT.
5. Vérifier par le calcul que TA=TBTA=TB et expliquer la symétrie visible sur la figure.
Cercle de centre O avec les rayons OA et OB ; les deux tangentes et leur intersection restent à déterminer.

Aller plus loin sur ce chapitre

Les 4 problèmes de synthèse et 2 devoirs surveillés restent sur la page du chapitre : ils mobilisent plusieurs notions à la fois et s'abordent une fois ces exercices maîtrisés.

Voir les 4 problèmes de synthèse et 2 devoirs surveillés sur la géométrie repérée