1. Le repère orthogonal du plan
Pour repérer un point dans le plan, on utilise un repère orthogonal noté , composé de :
- un point origine , point d'intersection des deux axes ;
- un axe des abscisses (axe horizontal), orienté vers la droite, passant par ;
- un axe des ordonnées (axe vertical), orienté vers le haut, passant par .
Les deux axes sont perpendiculaires entre eux et gradués avec la même unité (repère orthonormal) ou des unités différentes (repère orthogonal simple).
2. Les coordonnées d'un point
Tout point du plan est repéré par un couple de nombres réels appelés coordonnées de :
- est l'abscisse de : lecture sur l'axe horizontal ;
- est l'ordonnée de : lecture sur l'axe vertical.
On note ou par exemple. L'ordre est important : abscisse toujours en premier, ordonnée ensuite.
3. Points particuliers du repère
Certains points ont des coordonnées remarquables :
- L'origine a pour coordonnées ;
- Le point a pour coordonnées ;
- Le point a pour coordonnées ;
- Tout point de l'axe des abscisses a une ordonnée égale à ;
- Tout point de l'axe des ordonnées a une abscisse égale à .
4. Les quatre quadrants du repère
Les deux axes divisent le plan en quatre quadrants (ou quarts de plan) :
- 1er quadrant : et (en haut à droite) ;
- 2e quadrant : et (en haut à gauche) ;
- 3e quadrant : et (en bas à gauche) ;
- 4e quadrant : et (en bas à droite).
5. Placer et lire les coordonnées d'un point
Pour placer un point dans un repère :
- On repère la valeur sur l'axe horizontal et on trace une droite verticale ;
- On repère la valeur sur l'axe vertical et on trace une droite horizontale ;
- Le point est à l'intersection de ces deux droites.
Pour lire les coordonnées d'un point, on fait la démarche inverse : on projette le point sur chaque axe.
6. Milieu d'un segment
Si et sont deux points du plan, le milieu du segment a pour coordonnées :
On calcule donc la moyenne des abscisses et la moyenne des ordonnées des deux points.
7. Coordonnées et nombres relatifs
Les coordonnées d'un point peuvent être des nombres relatifs (positifs, négatifs ou nuls), des décimaux ou des fractions. La maîtrise des nombres relatifs est donc indispensable pour lire et placer correctement des points dans un repère.
8. Applications : alignement et figures géométriques
Le repérage permet de vérifier des propriétés géométriques par le calcul :
- Vérifier si un point est le milieu d'un segment en calculant les coordonnées du milieu ;
- Identifier ou construire des figures géométriques (rectangles, losanges, triangles…) en repérant les sommets ;
- Vérifier si des points sont alignés en analysant leurs coordonnées.