Deux droites de l'espace sont dites parallèles s'il existe un plan qui les contient et dans lequel elles sont parallèles.
Propriété
Si deux droites sont parallèles, alors toute droite parallèle à l'une est parallèle à l'autre.
Définition
Droite parallèle à un plan
Une droite (d) est parallèle à un plan (P) lorsque (P) contient une droite parallèle à (d).
Définition
Plans parallèles
Deux plans (P) et (P′) sont parallèles s'il existe dans (P) deux droites sécantes et parallèles à (P′).
Définition
Droites orthogonales
Deux droites (d) et (d′) sont dites orthogonales s'il existe une droite (D) parallèle à (d) et un plan (P) qui contient (d′) et (D), dans lequel (d′) et (D) sont perpendiculaires.
Remarque
La notion d'orthogonalité étend la notion de perpendicularité à l'espace.
Contrairement au cas plan, deux droites de l'espace peuvent être orthogonales sans être sécantes.
Définition
Droite orthogonale à un plan
Une droite est dite orthogonale à un plan si elle est orthogonale aux droites contenues dans ce plan.
Propriété
Droite orthogonale à un plan
Si une droite est orthogonale à deux droites sécantes, alors elle est orthogonale au plan qui les contient.
Définition
Plans orthogonaux
Deux plans sont orthogonaux lorsque l'un contient une droite orthogonale à l'autre.
Propriété
Droites orthogonales et parallèles
Si deux droites sont parallèles, toute droite orthogonale à l'une est orthogonale à l'autre.
Si deux droites sont orthogonales, toute parallèle à l'une est orthogonale à l'autre, et inversement.
Propriété
Parallélisme et orthogonalité de plans et de droites
Si deux plans sont parallèles, toute droite orthogonale à l'un est orthogonale à l'autre.
Réciproquement, si deux plans sont orthogonaux à une même droite alors ils sont parallèles.
Si deux droites sont parallèles, tout plan orthogonal à l'une est orthogonal à l'autre.
Théorème
Théorème du toit
Si une droite (d) est parallèle à deux plans sécants (P1) et (P2), alors (d) est parallèle à leur droite d’intersection D.
BIntersections de plans et de droites
Propriété
Intersection de deux droites
L'intersection de deux droites de l'espace peut être :
l'ensemble vide ;
un point ;
une droite.
Propriété
Intersection d'une droite et d'un plan
L'intersection d'un plan par une droite peut être :
l'ensemble vide ;
un point ;
une droite.
Propriété
Intersection de deux plans
L'intersection de deux plans peut être :
l'ensemble vide ;
une droite ;
un plan.
Propriété
Intersection de trois plans
L'intersection de trois plans peut être :
l'ensemble vide ;
un point ;
une droite ;
un plan.
Remarque
L'intersection de trois plans est l'ensemble des points communs aux trois plans.
Le cas d'intersection de trois plans diffère de celui de deux plans dans la mesure où le résultat peut être un point.