Version prof → Mathématiques · Lycée général · 2de · Seconde

Séquence 9 · Droites du plan : équations, pente et intersection

Comment décrire une droite par une équation, et trouver par le calcul le point où deux trajectoires se croisent ?

Repères pour le professeur

Voie · niveauLycée général · Seconde
DisciplineMathématiques
Programme officielProgramme de mathématiques de 2de générale et technologique publié au BO du 2 avril 2026, en vigueur à la rentrée 2026.
Place dans le programmeProgramme de mathématiques de seconde générale et technologique (BO du 2 avril 2026, en vigueur à la rentrée 2026), partie « Géométrie », section « Droites du plan »
Durée totale2 séances + 1 évaluation ≈ 3 h 05
ModalitéEnseignement à distance : classe virtuelle + travail autonome + rendu sur l'ENT

Objectifs et capacités

Objectifs

Capacités travaillées (BO)

Notions et définitions

vecteur directeuréquation cartésienne ax + by + c = 0équation réduite y = mx + p, droite x = kpente (coefficient directeur), ordonnée à l'originedroites parallèles, sécantes, point d'intersection

Repères historiques

Ressources de la séquence

Ancrage dans le programme, notions, repères, débats, bibliographie et différenciation, communs à toutes les séances.

Ancrage dans le programme officiel

Capacité attendue : « Déterminer une équation de droite à partir de deux points, un point et un vecteur directeur ou un point et la pente. »

Intersection : « Déterminer le point d'intersection de deux droites sécantes données par leur équation réduite. »

Histoire des mathématiques : « Les progrès apportés par la « méthode des coordonnées » de Descartes, puis par la notion de vecteur, permettent de relier efficacement géométrie, physique et calcul. »

Compétences : « L'évaluation doit permettre de repérer les acquis des élèves en lien avec les six compétences mathématiques : chercher, modéliser, représenter, raisonner, calculer, communiquer. »

Épreuve anticipée de mathématiques (fin de 1re, note de service du 11 septembre 2026) : écrite, 2 heures, coefficient 2. « Elle entre en vigueur à compter de l'année scolaire 2026-2027, pour les épreuves présentées au titre la session 2028. » « La première partie est notée sur 6 points et la seconde partie est notée sur 14 points. » « L'usage de la calculatrice n'est pas autorisé pour l'ensemble de l'épreuve. » « La maîtrise de la langue est prise en compte à hauteur de deux points sur vingt » (note de service du 11 septembre 2026 (BO) ; épreuve anticipée de mathématiques (éduscol)).

Notions : définitions rigoureuses

Vecteur directeur
Vecteur non nul dont la direction est celle de la droite.
Équation cartésienne
Toute droite a une équation ax + by + c = 0 avec (a ; b) ≠ (0 ; 0) ; (−b ; a) est un vecteur directeur.
Équation réduite
y = mx + p pour une droite non parallèle à l'axe des ordonnées, x = k sinon.
Pente
m = (y_B − y_A)/(x_B − x_A) : quand x augmente de 1, y augmente de m.
Parallélisme
Deux droites d'équations réduites sont parallèles si et seulement si elles ont la même pente.
Intersection
Le point commun à deux droites sécantes s'obtient en résolvant le système formé par leurs équations.

Repères

DateÉvénement
vers 1636Fermat montre qu'une équation du premier degré à deux inconnues représente une droite.
1637Descartes publie La Géométrie, en appendice du Discours de la méthode.
1799Monge publie sa Géométrie descriptive, base du dessin technique.
1844Grassmann généralise la notion de direction avec les vecteurs.

Les historiens en débat

En associant à chaque point un couple de nombres, Fermat et Descartes ont transformé les problèmes de géométrie en calculs : une droite devient une équation, une intersection devient un système. Cette « méthode des coordonnées » est aujourd'hui partout, du dessin technique aux logiciels de navigation. Synthèse du professeur.

Pour aller plus loin

Sources et bibliographie

Différenciation : un rythme de travail différent

Déroulé d'ensemble

SéanceTitreDuréeObjectif
Séance 1Équations de droites65 minpasser d'une description géométrique à une équation
Séance 2Droites parallèles, droites sécantes65 minétudier la position relative de deux droites et calculer leur intersection
ÉvaluationÉvaluation de fin de séquence (/20)55 minVérifier les acquis : connaissances, capacités, rédaction

Chaque séance dure environ 55 minutes à distance : lancement en classe virtuelle ou par message sur l'ENT, recherche du problème (calculatrice, tableur, GeoGebra ou Python dans le navigateur), mise en commun, cours et trace écrite. Les élèves renvoient la fiche à trous et leur production par l'ENT ou en photo.

Séance 1 · Équations de droites

65 min

Séance approfondie : cours développé, documents sourcés, activités exigeantes, corrigés et barème.

Problématique de la séance

Comment décrire une droite par une relation entre x et y ?

Déroulé minuté à distance

Le cours développé (récit du professeur) · Équation cartésienne et équation réduite

Un vecteur directeur d'une droite est un vecteur non nul qui en donne la direction. Un point M(x ; y) est sur la droite passant par A et dirigée par u si et seulement si AM et u sont colinéaires : det(AM, u) = 0. On obtient une équation cartésienne ax + by + c = 0 ; le vecteur (−b ; a) dirige la droite. Si b ≠ 0, on isole y : y = mx + p (équation réduite) ; m est la pente et p l'ordonnée à l'origine. Avec deux points A et B : m = (y_B − y_A)/(x_B − x_A), puis p avec les coordonnées de A. Une droite parallèle à l'axe des ordonnées a une équation x = k. Pour tracer, on place deux points.

Document 1 · La rampe d'accès

Situation-problème.

Un architecte dessine une rampe pour fauteuils roulants dans un repère (unités : mètres). Elle part du point A(0 ; 0) et arrive au point B(12 ; 0,6). La réglementation impose une pente inférieure ou égale à 5 % pour une rampe de cette longueur.

Source : Situation construite pour la séance par le professeur (données fictives, choisies pour être réalistes).

Activité 1 · Chercher

12 min
Essentiel

Supports : Document 1

Consigne :

Calculez.

  1. Pente de la droite (AB) ?
    ✔ Corrigé :

    0,6/12 = 0,05, soit 5 %.

  2. Équation réduite de (AB) ?
    ✔ Corrigé :

    y = 0,05x.

  3. À quelle hauteur est la rampe à 8 m du départ ?
    ✔ Corrigé :

    0,05 × 8 = 0,4 m.

Critère de réussitePoints
Résultats justes et justifiés6
Total de l'activité6

Activité 2 · S'entraîner

18 min
Essentiel

Supports : Cours

Consigne :

Déterminez une équation.

  1. Droite passant par C(1 ; 4) et D(3 ; −2).
    ✔ Corrigé :

    m = −3, p = 7 : y = −3x + 7.

  2. Droite passant par E(2 ; 1) de vecteur directeur u(4 ; 2).
    ✔ Corrigé :

    det(EM, u) = 2(x − 2) − 4(y − 1) = 0, soit x − 2y = 0, ou y = 0,5x.

  3. Droite passant par F(−1 ; 5) de pente 2.
    ✔ Corrigé :

    y = 2x + 7.

Critère de réussitePoints
Méthode et résultats7
Total de l'activité7

Activité 3 · Communiquer

15 min
Travail à rendre

Supports : Documents et cours

Consigne :

Rédigez la vérification réglementaire (6 à 8 lignes) : la rampe dessinée respecte‑t‑elle la pente maximale ? Quelle longueur horizontale faudrait‑il pour monter 0,8 m avec une pente de 5 % ? Pour bien commencer : La pente de la rampe se calcule… · Elle est donc… à la limite autorisée. · Pour une hauteur de 0,8 m, …

✔ Corrigé rédigé :

Pente 5 % égale au maximum, conforme ; équation y = 0,05x ; 0,8/0,05 = 16 m ; interprétation et unités.

Critère de réussitePoints
Raisonnement5
Rédaction2
Total de l'activité7

Trace écrite (à faire recopier ou à déposer sur l'ENT)

Une droite non parallèle à l'axe des ordonnées a une équation réduite y = mx + p. m est la pente et p l'ordonnée à l'origine. Si ax + by + c = 0 est une équation de la droite, (−b ; a) est un vecteur directeur.

Barème récapitulatif des activités notées

ActivitéPoints
Activité 1 · Chercher6
Activité 2 · S'entraîner7
Activité 3 · Communiquer7
Total20 / 20

Séance 2 · Droites parallèles, droites sécantes

65 min

Séance approfondie : cours développé, documents sourcés, activités exigeantes, corrigés et barème.

Problématique de la séance

Où et quand deux trajectoires se croisent‑elles ?

Déroulé minuté à distance

Le cours développé (récit du professeur) · Position relative et systèmes

Deux droites d'équations réduites y = mx + p et y = m'x + p' sont parallèles si et seulement si m = m' (confondues si de plus p = p'). Sinon, elles sont sécantes en un unique point dont les coordonnées vérifient les deux équations : on résout mx + p = m'x + p', puis on calcule y. Plus généralement, deux droites sont parallèles si et seulement si leurs vecteurs directeurs sont colinéaires (déterminant nul). L'intersection de deux droites traduit souvent un seuil : prix égal, rencontre de deux mobiles, équilibre entre offre et demande.

Document 1 · Deux cyclistes

Situation-problème.

Sur une route rectiligne, Lina part à 9 h du kilomètre 0 et roule à 18 km/h. Malo part à 9 h du kilomètre 30 et roule vers elle à 12 km/h. On note t le temps en heures depuis 9 h et d la position en km.

Source : Situation construite pour la séance par le professeur (données fictives, choisies pour être réalistes).

Activité 1 · Chercher

12 min
Essentiel

Supports : Document 1

Consigne :

Modélisez.

  1. Équations des positions d_L(t) et d_M(t) ?
    ✔ Corrigé :

    d_L = 18t ; d_M = 30 − 12t.

  2. Quand se croisent‑ils ?
    ✔ Corrigé :

    18t = 30 − 12t, t = 1 : à 10 h.

  3. Où ?
    ✔ Corrigé :

    Au kilomètre 18.

Critère de réussitePoints
Résultats justes et justifiés6
Total de l'activité6

Activité 2 · S'entraîner

18 min
Essentiel

Supports : Cours

Consigne :

Étudiez la position relative.

  1. y = 3x − 1 et y = 3x + 4 ?
    ✔ Corrigé :

    Même pente : parallèles distinctes.

  2. y = 2x + 1 et y = −x + 7 ?
    ✔ Corrigé :

    2x + 1 = −x + 7, x = 2, y = 5 : sécantes en (2 ; 5).

  3. x − 2y + 3 = 0 et y = 0,5x + 1 ?
    ✔ Corrigé :

    La première s'écrit y = 0,5x + 1,5 : parallèles distinctes.

Critère de réussitePoints
Méthode et résultats7
Total de l'activité7

Activité 3 · Communiquer

15 min
Travail à rendre

Supports : Documents et cours

Consigne :

Rédigez la réponse à la question « À quelle heure et où les cyclistes se croisent‑ils ? » (6 à 8 lignes), avec le graphique GeoGebra des deux droites et une vérification. Pour bien commencer : On modélise chaque trajet par… · Les droites se coupent au point… · Les cyclistes se croisent donc…

✔ Corrigé rédigé :

Deux équations ; résolution juste ; point (1 ; 18) ; traduction en heure et position ; vérification par le graphique ou par substitution ; unités.

Critère de réussitePoints
Raisonnement5
Rédaction2
Total de l'activité7

Trace écrite (à faire recopier ou à déposer sur l'ENT)

Deux droites d'équations réduites sont parallèles si elles ont la même pente. Sinon elles sont sécantes en un unique point. Pour trouver ce point, on résout l'équation mx + p = m'x + p' puis on calcule y.

Barème récapitulatif des activités notées

ActivitéPoints
Activité 1 · Chercher6
Activité 2 · S'entraîner7
Activité 3 · Communiquer7
Total20 / 20

Fiche à trous · corrigé

Une droite non parallèle à l'axe des ordonnées a une équation réduite de la forme y = mx + p.

Le nombre m est la pente ou coefficient directeur de la droite.

Deux droites d'équations réduites sont parallèles si elles ont la même pente.

Le vecteur de coordonnées (−b ; a) est un vecteur directeur de la droite d'équation ax + by + c = 0.

La version élève contient la même fiche avec une banque de mots (papier ou ENT).

Évaluation de fin de séquence (/20) · barème et corrigé

Évaluation sur 20 à faire en temps limité sur l'ENT ou sur papier, puis à renvoyer en photo ; le corrigé et le barème servent aussi à l'autoévaluation. En Bac Pro, elle est construite comme une situation de contrôle en cours de formation (problème contextualisé, compétences évaluées) ; en 1re générale, elle prépare à l'épreuve anticipée (automatismes sans calculatrice et exercices) ; en Terminale générale, aux exercices indépendants de l'épreuve de spécialité.

N°QuestionBarèmeCorrigé et critères
1Donnez la pente et l'ordonnée à l'origine de la droite d'équation y = −2x + 5, un vecteur directeur, et dites si le point A(3 ; −1) lui appartient.4 ptsPente −2, ordonnée à l'origine 5 ; vecteur directeur (1 ; −2) ; −2 × 3 + 5 = −1 : A appartient à la droite. Un point par élément.
2Déterminez l'équation réduite de la droite (AB) avec A(1 ; 3) et B(5 ; 11), puis une équation cartésienne de la droite passant par C(2 ; 0) et de vecteur directeur u(3 ; −1).8 ptsm = (11 − 3)/(5 − 1) = 2, p = 3 − 2 = 1 : y = 2x + 1. Pour M(x ; y) : det(CM, u) = (x − 2)(−1) − y × 3 = 0, soit x + 3y − 2 = 0. Quatre points par équation.
3Deux offres de covoiturage : l'application A coûte 2 € plus 0,10 € par km, l'application B 0,15 € par km. Modélisez par deux droites, calculez leur point d'intersection et interprétez. Pour bien commencer : *Je modélise chaque offre par…* · *Les droites se coupent au point…* · *Ainsi, pour un trajet…*8 ptsy = 0,10x + 2 et y = 0,15x ; 0,15x = 0,10x + 2 donne x = 40, y = 6. Pour 40 km, les deux coûtent 6 € ; en dessous B est moins chère, au‑delà A. Modélisation (3 pts), intersection (3 pts), interprétation (2 pts).
Total20 pts

Pistes pour un rythme de travail différent