Toute droite du plan admet une équation cartésienne ax + by + c = 0 et, si elle n'est pas verticale, une équation réduite y = mx + p où m est le coefficient directeur. Deux droites non verticales sont parallèles si et seulement si elles ont le même coefficient directeur ; sinon elles sont sécantes, et leur point d'intersection se trouve en résolvant le système formé par leurs deux équations.
III Géométrie · Chapitre 09 / 11
Droites du plan
Équations de droites, parallélisme, systèmes.
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L'essentiel en 30 secondes
Au chapitre 5, on a vu que la courbe d'une fonction affine est une droite. On généralise ici : presque toute droite du plan possède une équation qui la décrit exactement, et sur laquelle on peut calculer.
Trouver le point d'intersection de deux droites sécantes, c'est chercher le couple qui vérifie les deux équations à la fois : on résout un système de deux équations à deux inconnues.
On calcule d'abord le coefficient directeur , puis on trouve en écrivant que la droite passe par : , donc . Si , la droite est verticale et a pour équation .
Deux droites non verticales sont parallèles si et seulement si elles ont le même coefficient directeur. Ainsi et sont parallèles. Si les ordonnées à l'origine diffèrent, elles sont strictement parallèles ; sinon elles sont confondues.
On résout le système formé par les deux équations. Avec deux équations réduites, on égale les expressions de : donne , puis on reporte pour obtenir . Le point d'intersection est — et il faut que les coefficients directeurs soient différents pour qu'il existe.
On remplace les coordonnées du point dans l'équation de la droite : si l'égalité est vraie, le point appartient à la droite. Par exemple, appartient à la droite car .
Les deux équations
Positions relatives
Systèmes 2×2
Applications
Exercices corrigés sur les droites du plan
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4 problèmes de synthèse
Problème 1 — Deux offres, un seuil
IntermédiaireDeux opérateurs proposent, pour Go de données consommées dans le mois :
— Offre A : (en euros) ;
— Offre B : .
— Offre A : (en euros) ;
— Offre B : .
1.
Que représentent les nombres et ? Et les coefficients et ?
2.
Résoudre le système pour trouver la consommation où les deux offres coûtent le même prix.
3.
Interpréter ce résultat en termes de droites.
4.
Quelle offre choisir pour une consommation de 10 Go ?
Problème 2 — Le mélange de fruits
IntermédiaireUn primeur prépare kg d'un mélange de deux fruits, l'un à €/kg, l'autre à €/kg. Le mélange doit revenir à €/kg, soit € au total.
1.
En notant et les masses (en kg) des deux fruits, écrire le système correspondant.
2.
Résoudre le système.
3.
Conclure sur la composition du mélange.
4.
Le primeur veut maintenant un mélange à €/kg (soit € au total). Est-ce réalisable avec ces deux fruits ?
Problème 3 — Trois droites d'un triangle
DifficileDans un repère, on considère les points , et .
1.
Déterminer l'équation réduite de la droite .
2.
Déterminer l'équation de la parallèle à passant par .
3.
Déterminer l'équation de la droite , puis son point d'intersection avec l'axe des ordonnées.
4.
La droite et la parallèle de la question 2 sont-elles sécantes ? Si oui, où ?
Problème 4 — Discussion selon un paramètre
DifficileOn considère les deux droites, où est un réel :
1.
Pour quelle valeur de les droites sont-elles parallèles ?
2.
Pour , le système correspondant a-t-il des solutions ?
3.
Pour , déterminer le point d'intersection des deux droites.
4.
Résumer la position des deux droites selon les valeurs de .