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.