[PDF] PRODUIT SCALAIRE Attention : Le produit scalaire de





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PRODUIT SCALAIRE

Attention : Le produit scalaire de deux vecteurs est un nombre réel. Le projeté orthogonal du point M sur la droite d est le point d'intersection H de ...



1 Produit scalaire et orthogonalité

1.2 Vecteurs orthogonaux. Dans toute la suite on se place dans le cadre d'un espace vectoriel euclidien E



Produit scalaire et orthogonalité dans R

Définition 4 – Vecteurs orthogonaux pour un produit scalaire. Orthoganlité de deux vecteur. On dit que les vecteurs x ? Rn et y ? Rn sont orthogonaux 



PRODUIT SCALAIRE DANS LESPACE

Donc est orthogonal à deux vecteurs non colinéaires de (ABG) il est donc normal à (ABG). Méthode : Déterminer un vecteur normal à un plan. Vidéo https://youtu.



Vecteurs orthogonaux

Selon la définition des vecteurs orthogonaux on a. ---. Pour 0 ~{U



PRODUIT SCALAIRE

? avec k un nombre réel. II. Produit scalaire et orthogonalité. 1) Vecteurs orthogonaux. Propriété : Les vecteurs <? 



PRODUIT SCALAIRE (Partie 2)

PRODUIT SCALAIRE (Partie 2). Tout le cours en vidéo : https://youtu.be/dII7myZuLvo. I. Produit scalaire et orthogonalité. 1) Vecteurs orthogonaux.



PRODUIT SCALAIRE

Attention : Le produit scalaire de deux vecteurs est un nombre réel. Le projeté orthogonal du point M sur la droite d est le point d'intersection H de ...



Produit scalaire dans le plan Fiche

ramener ainsi à des calculs de produits scalaires sur des vecteurs orthogonaux ou colinéaires. 2. Quels sont les cas particuliers à connaître ?



Projection orthogonale dun vecteur sur un autre dans R

( a) est le vecteur résultant de la projection orthogonale de a sur b. Alors projb par une propriété du produit scalaire. ?? ?



PRODUIT SCALAIRE - maths et tiques

Produit scalaire et orthogonalité 1) Vecteurs orthogonaux Propriété : Les vecteurs !"? et (? sont orthogonaux si et seulement si !"? (?=0 Démonstration : Si l'un des vecteurs est nul la démonstration est évidente Supposons le contraire !"? (?=0 ?!"??×?(??×- (!"? ; (?)=0 - (!"? ; (?)=0 Les vecteurs



Produit scalaire - Maths-coursfr

D’après la définition du produit scalaire est positif ou nul ; Il admet donc une racine carrée que l’on note u•u GG uu• • = u G GG Définition On appelle norme ou longueur du vecteur u associée au produit scalaire (•) et notée G u • G le scalaire : uu••uu2 u •• =?= GGGGG u G 1 1 Le produit scalaire canonique de



Produit scalaire – Fiche de cours

Le produit scalaire de deux vecteurs non nuls ?u et ?v peut être défini par : ?u??v= 1 2 (??u+?v?2???u?2???v?2) On pourra utiliser la relation suivante : ?u??v= 1 2 (??u?2+??v?2???u??v?2) c Propriétés de bilinéarité - symétrie : ?u??v=?v??u



PRODUIT SCALAIRE EXERCICES CORRIGES - Meabilis

Exprimer en fonction de a les produits scalaires suivants : AB AC?; AC CB? AB AH? AH BC? et OA OB? Exercice n° 4 u et v sont deux vecteurs de même norme Démontrer que les vecteurs u v+ et u v? sont deux vecteurs orthogonaux Exercice n° 5 AB et C sont trois points du plan tels que AB=3 AC=2 et BAC = 3 ? radians



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Produit scalaire – Fiche de cours 1 Le produit scalaire a Définition Le produit scalaire de deux vecteurs non nuls ?u et ?v est le re el suivant : ?u??v=?u?????v??cos(u??v) b Autres expressions du produit scalaire - projeté orthogonal ?AB et ?CD sont deux vecteurs C et D se projettent orthogonalement en

Comment savoir si un vecteur est orthogonal ?

Deux vecteurs vec {u} u et vec {v} v sont orthogonaux si et seulement si : vec {u}.vec {v}=0 u.v = 0 Si l'un des vecteurs est nul le produit scalaire est nul et la propriété est vraie puisque, par convention, le vecteur nul est orthogonal à tout vecteur du plan. Si les deux vecteurs sont non nuls, leurs normes sont non nulles donc :

Comment appelle-t-on un produit scalaire?

On appelle produit scalairede !"? par (?, noté !"?.(?, le nombre réel défini par : - !"?.(?=0, si l'un des deux vecteurs !"? et (? est nul - !"?.(?=?!"??×?(??×,-.(!"? ; (?), dans le cas contraire. !"?.(? se lit "!"? scalaire (?".

Quelle est la norme d'un vecteur?

1) Norme d'un vecteur Définition : Soit un vecteur !"? et deux points A et B tels que !"?=%&"""""?. La norme du vecteur !"?, notée ?!"??, est la distance AB. 2) Définition du produit scalaire Définition : Soit !"? et (? deux vecteurs du plan. On appelle produit scalairede !"? par (?, noté !"?.(?, le nombre réel défini par :

Quel est le chapitre de produits scalaires et orthogonalité ?

Chapitre 5 : Produit scalaire et Orthogonalité - page 6/14 - Mathématiques : Outils pour la Biologie – Deug SV2 – UCBL S. Charles (17/02/03) ......................................................................................................................................................................................................

1

PRODUIT SCALAIRE

La notion de produit scalaire est apparue pour les besoins de la physique. Le concept relativement récent et a été introduit au milieu du XIXe siècle par le mathématicien allemand Hermann Grassmann (1809 ; 1877), ci-contre. Il fut baptisé produit scalaire par William Hamilton (1805 ; 1865) en 1853.

I. Définition et propriétés

1) Norme d'un vecteur

Définition : Soit un vecteur 𝑢⃗ et deux points A et B tels que 𝑢⃗=í µí µ

La norme du vecteur 𝑢⃗, notée

, est la distance AB.

2) Définition du produit scalaire

Définition : Soit 𝑢⃗ et í µâƒ— deux vecteurs du plan.

On appelle produit scalaire de 𝑢⃗ par í µâƒ—, noté 𝑢⃗.í µâƒ—, le

nombre réel défini par :

- 𝑢⃗.í µâƒ—=0, si l'un des deux vecteurs 𝑢⃗ et í µâƒ— est nul

, dans le cas contraire. 𝑢⃗.í µâƒ—se lit "𝑢⃗ scalaire í µâƒ—".

Remarque :

Si í µí µ

et í µí µ sont deux représentants des vecteurs non nuls 𝑢⃗ et í µâƒ— alors : 8 Méthode : Calculer un produit scalaire à l'aide du cosinus

Vidéo https://youtu.be/CJxwKG4mvWs

Soit un triangle équilatéral ABC de côté a. Calculer, en fonction de a, le produit scalaire í µí µ 8 =í µÃ—í µÃ—cos60°

×0,5

2 Attention : Le produit scalaire de deux vecteurs est un nombre réel. Écrire par exemple 𝑢⃗.í µâƒ—=0 est une maladresse à éviter !

3) Propriété de symétrie du produit scalaire

Propriété de symétrie : Pour tout vecteur 𝑢⃗ et í µâƒ—, on a : 𝑢⃗.í µâƒ—=í µâƒ—.𝑢⃗

Démonstration :

On suppose que 𝑢⃗ et í µâƒ— sont non nuls (démonstration évidente dans la cas contraire).

4) Opérations sur les produits scalaires

Propriétés de bilinéarité : Pour tous vecteurs𝑢⃗, í µâƒ— et í µí±¢í±¢âƒ—, on a :

1) 𝑢⃗.

=𝑢⃗.í µâƒ—+𝑢⃗.í µí±¢í±¢âƒ— 2) 𝑢⃗. =í µí µí±¢âƒ—.í µâƒ—, avec k un nombre réel. - Admis - Calculer un produit scalaire à l'aide de la bilinéarité :

Vidéo https://youtu.be/P0nKS-cTEO0

5) Identités remarquables

Propriétés : Pour tous vecteurs 𝑢⃗ et í µâƒ—, on a : 1) 2) 3)

Démonstration pour le 2) :

II. Produit scalaire et norme

1) Propriétés

Soit un vecteur𝑢⃗, on a :

×cos0=

et 𝑢⃗.𝑢⃗=𝑢⃗

On a ainsi : 𝑢⃗

3 Propriété : Soit 𝑢⃗ et í µâƒ— deux vecteurs. On a : et 𝑢⃗.í µâƒ—=

Démonstration de la première formule :

-2𝑢⃗.í µâƒ—+

Donc 𝑢⃗.í µâƒ—=

Propriété : Soit A, B et C trois points du plan. On a :

Démonstration :

F

Eí µí µ

F Méthode : Calculer un produit scalaire à l'aide des normes On considère la figure ci-contre, calculer le produit scalaire í µí µ 1 2 6 +7 -3 = 38

2) Théorème d'Al Kashi

A Samarkand, le savant perse Jemshid ibn Massoud al Kashi (1380 ; 1430) vit sous la protection du prince Ulugh- Beg (1394 ; 1449) qui a fondé une Université comprenant une soixantaine de scientifiques qui étudient la théologie et les sciences. Dans son Traité sur le cercle (1424), al Kashi calcule le rapport de la circonférence à son rayon pour obtenir une valeur approchée de 2p avec une précision jamais atteinte. Il obtient 9 positions exactes en base 60 soit 16 décimales exactes :

2p ≈ 6,283 185 307 179 586 5

4 Théorème : Dans un triangle ABC, on a, avec les notations de la figure : -2í µí µcosí µ

Démonstration :

Vidéo https://youtu.be/34OJiQ_4-N4

=í µí µcosí µ et

Donc :

=í µí µcosí µ

Soit : í µ

=2í µí µcosí µ

Soit encore : í µ

-2í µí µcosí µ Méthode : Appliquer le théorème d'Al Kashi

Vidéo https://youtu.be/-cQQAjHJ0Kc

On considère la figure ci-contre, calculer la mesure de l'angle í µí µí µ 8 au degré près.

D'après le théorème d'Al Kashi, on a :

8 4 =6 +5 -2×6×5×cosí µí µí µ 8

16=36+25-60cosí µí µí µ

8

60cosí µí µí µ

8 =36+25-16

60cosí µí µí µ

8 =45 cosí µí µí µ 8 cosí µí µí µ 8 8 ≈41° 5

III. Produit scalaire et orthogonalité

1) Vecteurs orthogonaux

Propriété : Les vecteurs 𝑢⃗ et í µâƒ— sont orthogonaux si et seulement si 𝑢⃗.í µâƒ—=0.

Démonstration :

Si l'un des vecteurs est nul, la démonstration est évidente.

Supposons le contraire.

𝑢⃗.í µâƒ—=0 =0 =0 ⟺ Les vecteurs 𝑢⃗ et í µâƒ— sont orthogonaux

2) Projection orthogonale

Définition : Soit une droite d et un point M du plan. Le projeté orthogonal du point M sur la droite d est le point d'intersection H de la droite d avec la perpendiculaire à d passant par M. Propriété : Soit 𝑢⃗ et í µâƒ— deux vecteurs non nuls du plan tels que 𝑢⃗=í µí µ et í µâƒ—=í µí µ

H est le projeté orthogonal du point B sur la

droite (OA). On a : 𝑢⃗.í µâƒ—=í µí µ

Démonstration :

En effet, les vecteurs í µí µ

et í µí µ sont orthogonaux donc í µí µ =0. 6 Méthode : Calculer un produit scalaire par projection

Vidéo https://youtu.be/2eTsaa2vVnI

Soit un carré ABCD de côté c.

Calculer, en fonction de c, les produits scalaires : a) í µí µ b) í µí µ c) í µí µ a) Par projection, on a : b) í µí µ =0 car les vecteurs í µí µ et í µí µ sont orthogonaux. c) í µí µ

3) Transformation de l'expression í µí µ

Propriété : L'ensemble des points M vérifiant l'égalité í µí µ =0 est le cercle de diamètre [AB].

Démonstration :

Soit O le milieu du segment [AB].

On a :

=0 @=0 Comme O est le milieu de [AB], on a : í µí µ

Soit :

@=0 =0 car =0

Soit : í µí µ

soit encore í µí µ=í µí µ. M appartient donc au cercle de centre O et de rayon OA, c'est-à-dire le cercle de diamètre [AB]. Propriété : Un point M, distinct de A et B, appartient au cercle de diamètre [AB] si et seulement si le triangle ABM est rectangle en M.

Justification : í µí µ

=0 si et seulement si les vecteurs et í µí µ sont orthogonaux. 7 IV. Produit scalaire dans un repère orthonormé

Le plan est muni d'un repère orthonormé

Propriété : Soit 𝑢⃗ et í µâƒ— deux vecteurs de coordonnées respectives

et On a : 𝑢⃗.í µâƒ—=í µí µ

Démonstration :

car =1, le repère étant normé, et í µâƒ—.í µâƒ—=í µâƒ—.í µâƒ—=0, le repère étant orthogonal. Méthode : Calculer un produit scalaire à l'aide des coordonnées

Vidéo https://youtu.be/aOLRbG0IibY

Vidéo https://youtu.be/cTtV4DsoMLQ

Soit 𝑢⃗

5;-4 et í µâƒ— -3;7 deux vecteurs. Calculer 𝑢⃗.í µâƒ— 𝑢⃗.í µâƒ—=5× -3 -4

×7=-15-28=-43

Méthode : Déterminer un angle à l'aide du produit scalaire

Vidéo https://youtu.be/ca_pW79ik9A

Calculer la mesure de l'angle >í µí µ

@ en lisant les coordonnées des points A, B, C et D dans le repère.

On a :

4-(-1)

2-1 4-2

3-(-1)

×cos>í µí µ

520×cos>í µí µ

=2

130×cos>í µí µ

8

On a également : í µí µ

5;-1 et í µí µ -2;-4 , donc : =5 x (-2) + (-1) x (-4) = -6

On a ainsi : 2

130×cos>í µí µ

@=-6

Et donc : cos>í µí µ

Et : >í µí µ

@≈105,3°.quotesdbs_dbs35.pdfusesText_40
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