L'espace est muni d'un repère orthonormal .
Soient les droites :

Étudier la position relative de
avec chacune des droites
,
,
,
et
.
et
sont confondues.
La droite
passe par le point
et a pour vecteur directeur
.
La droite
passe par le point
et a pour vecteur directeur
.
Comme
, les droites sont parallèles. Le point
appartient à
car il existe un réel
tel que
(ce réel est évidemment
).
Donc les droites sont parallèles, elles ont un point commun, donc elles sont confondues.
et
sont strictement parallèles.
La droite
passe par le point
et a pour vecteur directeur
.
La droite
passe par le point
et a pour vecteur directeur
.
Les vecteurs
et
sont colinéaires : les droites
et
sont donc parallèles. Si elles étaient confondues, le point
appartiendrait à
, donc il existerait un réel
tel que
, ce qui est évidemment impossible.
Donc
n'appartient pas à
, et donc
et
sont strictement parallèles.
et
sont sécantes.
La droite
a pour vecteur directeur
.
La droite
a pour vecteur directeur
.
Les vecteurs
et
ne sont pas colinéaires : les droites sont sécantes ou non coplanaires.
Cherchons si
et
ont un point commun, c'est-à-dire s'il existe deux réels
et
tels que :

En remplaçant
par
dans l'équation de
, on obtient le point
.
(On obtient bien sûr le même point en remplaçant
par
dans l'équation de
).
et
sont sécantes en
.
et
ne sont pas coplanaires.
La droite
a pour vecteur directeur
.
La droite
a pour vecteur directeur
.
Les vecteurs
et
ne sont pas colinéaires : les droites sont sécantes ou non coplanaires.
Cherchons si
et
ont un point commun, c'est-à-dire s'il existe deux réels
et
tels que :
Ce système n'a pas de solution. Les droites
et
sont disjointes, non parallèles et donc non coplanaires.
et
sont perpendiculaires et ne sont pas coplanaires.
La droite
a pour vecteur directeur
.
La droite
a pour vecteur directeur
.
Les vecteurs
et
ne sont pas colinéaires : les droites sont sécantes ou non coplanaires.
De plus
.
Les vecteurs
et
sont donc orthogonaux, les droites sont perpendiculaires.
Cherchons si
et
ont un point commun, c'est-à-dire s'il existe deux réels
et
tels que :
Ce système n'a pas de solution. Les droites
et
sont disjointes.