Orientation de l'espace et du plan

Soit un repère orthonormé \(\Big(O,\vec{i},\vec{j},\vec{k}\Big)\) de l'espace.

Notons : \(\vec{i} = \overrightarrow{OA},~ \vec{j} = \overrightarrow{OB} ,~ \vec{k} = \overrightarrow{OC}\)

Orienter l'espace, c'est distinguer les repères "directs" de ceux qui ne le sont pas et nommés "indirects". Certaines règles permettent de les différencier.

\(\qquad\)

  • "Règles des trois doigts" de la main droite.

    On associe les vecteurs de base \(\Big(\vec{i},\vec{j},\vec{k} \Big)\) aux axes d'un trièdre rectangle formé par les trois doigts de la main droite :

\(\vec{i}\) dans la direction du pouce.

\(\vec{j}\) dans la direction de l'index.

\(\vec{k}\) dans la direction du majeur.

pour former un trièdre direct.

\(\qquad\)

  • "Règle du bonhomme d'Ampère"

    Le trièdre \(\Big(\vec{i},\vec{j},\vec{k} \Big)\) est direct (respectivement indirect) si un homme, traversé par le vecteur \(\overrightarrow{OC}\) des pieds à la tête, regardant \(\overrightarrow{OA}\) a le vecteur \(\overrightarrow{OB}\) à sa gauche (respectivement à sa droite).

\(\qquad\)

  • "Règle du tire-bouchon"

    Un tire-bouchon que l'on tourne dans le sens qui amène le vecteur \(\vec{i}\) sur le vecteur \(\vec{j}\), progresse dans le sens \(\vec{k}\) si le trièdre \(\Big(\vec{i},\vec{j},\vec{k} \Big)\) est direct (sens \(- \vec{k}\) de si le trièdre est indirect).

Soit un cercle \((C)\) d'un plan \((P)\) parcouru arbitrairement dans un sens que nous prendrons positif.

Le sens de progression d'un tire-bouchon tournant dans le sens positif progresse dans le sens du vecteur \(\vec{n}\) normal à \((P)\).

Orienter le plan c'est fixer :

  • soit le sens positif et imposer \(\vec{n}\)

  • soit \(\vec{n}\) et orienter le sens de parcours.

Le sens de parcours est différent quand le cercle \((C)\) est vu au-dessous de \((P)\) (sens inverse du sens trigonométrique- face Sud) ou au-dessus de \((P)\) (sens trigonométrique - face Nord.)