LES VECTEURS (Partie 1)
Yvan Monka – Académie de Strasbourg – www.maths-et-tiques.fr. LES VECTEURS (Partie 1). Tout le cours en vidéo : https://youtu.be/aSSDBNn_rRI.
VECTEURS DROITES ET PLANS DE LESPACE
Propriété : Deux plans déterminés par le même couple de vecteurs non colinéaires sont parallèles. Page 5. Yvan Monka – Académie de Strasbourg – www.maths-et-
LES VECTEURS (Partie 2)
Yvan Monka – Académie de Strasbourg – www.maths-et-tiques.fr. LES VECTEURS (Partie 2). Tout le cours en vidéo : https://youtu.be/aSSDBNn_rRI.
VECTEURS DE LESPACE
Yvan Monka – Académie de Strasbourg – www.maths-et-tiques.fr. 1. VECTEURS DE L'ESPACE. I. Caractérisation vectorielle d'un plan.
VECTEURS ET REPÉRAGE
Yvan Monka – Académie de Strasbourg – www.maths-et-tiques.fr. VECTEURS ET REPÉRAGE. Tout le cours en vidéo : https://youtu.be/9OB3hct6gak. I. Repère du plan.
VECTEURS DROITES ET PLANS DE LESPACE
VECTEURS DROITES ET. PLANS DE L'ESPACE. Terminale Spé Maths ? Chapitre G-01. Table des matières. I Positions relatives dans l'espace.
TRANSLATION ET VECTEURS
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VECTEURS ET DROITES
Yvan Monka – Académie de Strasbourg – www.maths-et-tiques.fr. VECTEURS ET DROITES. En 1837 le mathématicien italien Giusto BELLAVITIS
PRODUIT SCALAIRE
Yvan Monka – Académie de Strasbourg – www.maths-et-tiques.fr Attention : Le produit scalaire de deux vecteurs est un nombre réel. Ecrire par exemple u.
LES VECTEURS
Yvan Monka – Académie de Strasbourg – www.maths-et-tiques.fr. LES VECTEURS. I. Translation. Exemple : B. 80m. Une translation est un glissement :.
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Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.frLES VECTEURS
I. Translation
Exemple :
B80m Une translation est un glissement :
A - avec une direction donnée : câble du téléphérique, la droite (AB), - avec un sens donné : le téléphérique monte de A vers B, - avec une longueur donnée :80m, longueur AB
On dit que : Le téléphérique T' est l'image du téléphérique T par la translation qui
transforme A en B.Définition :
Soit P et P' deux points distincts du plan.
On appelle translation qui envoie P sur P' la transformation dont l'image F' d'une figure F est obtenue en faisant glisser la figure F : - selon la direction de la droite (PP'), - dans le sens de P vers P', - d'une longueur égale à PP'. Méthode : Construire l'image d'une figure par une translationVidéo https://youtu.be/8Jb9cMOeYSk
Soit t la translation qui transforme A en A'.
Construire l'image B'C'D'E' du trapèze BCDE par la translation t.T ' T P P' F F'
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Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.frII. Vecteurs
1. Définition :
Définition :
Soit t la translation qui envoie A sur A', B sur B' et C sur C'. Les couples de points (A ; A'), (B ; B') et (C ; C') définissent un vecteur caractérisé par : - une direction : celle de la droite (AA'), - un sens : de A vers A', - une longueur : la longueur AA'. On note í µí±¢âƒ— ce vecteur et on écrit : í µí±¢âƒ— = í µí µâ€²On dit que í µí µâ€²
est un représentant de í µí±¢âƒ—. et í µí µâ€² sont également des représentants de í µí±¢âƒ—.3 sur 19
Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.fr Remarque : La longueur d'un vecteur est aussi appelée la norme du vecteur. " vecteur » vient du latin " vehere » (conduire, transporter) Le mot a été introduit en 1925 et la notation í µí µ en 1920. A l'origine des vecteurs, un italien, Giusto Bellavitis (1803-1880) qui les désignait comme segments équipollents.2. Égalité de vecteurs
Définition :
Les vecteurs í µí µ
et í µí µ sont égaux lorsqu'ils ont même direction, même sens et même longueur.On note í µí µ
Exemple :
Ci-dessous, on peut poser : í µí±¢âƒ— = í µí µ et í µí µ sont des représentants du vecteur í µí±¢âƒ—.Propriété du parallélogramme :
Soit A, B, C et D quatre points deux à deux distincts.Dire que les vecteurs í µí µ
et í µí µ sont égaux revient à dire que le quadrilatère ABDC est un parallélogramme, éventuellement aplati.Démonstration :
- Si í µí µ , la translation de vecteur í µí µ transforme le point C en D. Les segments [AB] et [CD] ont donc même longueur et même direction. Le quadrilatère non croisé ABDC est donc un parallélogramme éventuellement aplati. - Réciproquement : Les côtés opposés d'un parallélogramme sont parallèles et de même longueur donc les vecteurs í µí µ et í µí µ , définis à l'aide des segments [AB] et [CD] d'un parallélogramme ABDC, sont égaux.B A D C D C B A
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Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.fr Méthode : Construire un point défini à partir de vecteursVidéo https://youtu.be/zcQPz4dfnn0
A partir du parallélogramme ABCD, construire les points E, F, G et H tels que :Propriété du milieu :
Dire que B est le milieu du segment [AC] revient à dire que í µí µ et í µí µ sont égaux. Exercice : Utiliser des propriétés sur les vecteurs :Vidéo https://youtu.be/XokpP_8mTOE
3. Vecteur nul
Définition :
Un vecteur í µí µ
est nul lorsque les points A et B sont confondus.On note : í µí µ
= 0Remarque : Pour tout point M, on a : í µí µ
= 04. Vecteurs opposés
Il ne faut pas confondre sens et direction !
Une droite définit une direction, ci-dessous la direction de la droite (AB). Cependant une direction possède deux sens, ici de " A vers B » ou de " B versA ».
A B H A G B D C F EA D B C
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Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.frDéfinition :
Deux vecteurs sont opposés lorsqu'ils ont la même direction, la même longueur et qu'ils sont de sens contraire. et í µí µ sont des vecteurs opposés.On note í µí µ
III. Somme de vecteurs
1. Définition
Exemple :
Soit t
1 la translation de vecteur í µí±¢âƒ— et t 2 est la translation de vecteur í µâƒ—.Appliquer la translation t
1 puis la translation t 2 t 1 t 2M M
1 M 2 revient à appliquer la translation t de vecteur í µí±¢í±¢âƒ— : tM M
2Propriété :
La composée (ou l'enchaînement) de deux translations est une translation.Définition :
í µí±¢âƒ— et í µâƒ— sont deux vecteurs quelconques.On appelle somme des vecteurs í µí±¢âƒ— et í µâƒ—, notée í µí±¢âƒ— + í µâƒ—, le vecteurí µí±¢í±¢âƒ— associé à la
translation composée des translations de vecteurs í µí±¢âƒ— et í µâƒ—.2. Une relation fondamentale
La relation de Chasles :
Pour tous points A, B et C du plan, on a : í µí µ6 sur 19
Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.frRemarque :
Dans le triangle ABC, on a également les relations : í µí µ Michel Chasles (Fr, 1793-1880) : La relation n'est pas de lui, mais nommée ainsi en hommage à ses travaux sur les vecteurs. Homme naïf, on raconte qu'il fut ruiné en achetant de fausses lettres (Jeanne d'arc à sa mère, Vercingétorix à César,...) ! Méthode : Appliquer la relation de Chasles (non exigible)Vidéo https://youtu.be/fbVrdYiY0qc
Simplifier les écritures :
a) í µí µ b) í µí µ c) í µí µ d) í µí µ e) í µí µ f) í µí µ a)í µí µ b) í µí µ c) í µí µ d) í µí µ e) í µí µ f) í µí µ = 0 = 0 = 03. Conséquence :
Propriété caractéristique du parallélogramme : Dire que ABCD est un parallélogramme revient à dire que í µí µDémonstration :
D'après la relation de Chasles, l'égalité í µí µ peut s'écrire :Soit í µí µ
soit encore : ABCD est un parallélogramme.B A C D
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Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.fr4. Différence de deux vecteurs
Définition :
í µí±¢âƒ— et í µâƒ— sont deux vecteurs quelconques.On appelle différence du vecteur í µí±¢âƒ— avec le vecteur í µâƒ—, le vecteur noté í µí±¢âƒ— - í µâƒ—, tel
que : í µí±¢âƒ— - í µâƒ— = í µí±¢âƒ— + (-í µâƒ—). Méthode : Construire un point défini à partir d'une somme de vecteursVidéo https://youtu.be/nzABUzFM6p8
Soit un triangle ABC.
Construire le point F tel que í µí µ
On construit à partir de A (origine de í µí µ ) le vecteur í µí µ en mettant " bout à bout » les vecteurs í µí µ et í µí µOn a ainsi construit un vecteur í µí µ
et donc le point F.IV. Produit d'un vecteur par un réel
1. Définition
C A B8 sur 19
Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.frExemple :
Soit í µí±¢âƒ— un vecteur du plan.
Appliquer 5 fois la translation de vecteur í µí±¢âƒ— revient à appliquer la translation de vecteurí µí±¢í±¢âƒ— = í µí±¢âƒ— + í µí±¢âƒ— + í µí±¢âƒ— + í µí±¢âƒ— + í µí±¢âƒ— = 5í µí±¢âƒ—
Remarques :
- Les vecteurs 5í µí±¢âƒ— et í µí±¢âƒ— ont la même direction et le même sens.- La norme du vecteur 5í µí±¢âƒ— est égale à 5 fois la norme du vecteur í µí±¢âƒ—.
Définition :
í µí±¢âƒ— est un vecteur quelconque différent de 0 et k un nombre réel non nul.On appelle produit du vecteur í µí±¢âƒ— par le réel k, le vecteur noté kí µí±¢âƒ— :
- de même direction que í µí±¢âƒ—, - de même sens que í µí±¢âƒ— si k > 0 et de sens contraire si k < 0, - de norme égale à : k fois la norme de í µí±¢âƒ— si k > 0, -k fois norme de í µí±¢âƒ— si k < 0.Remarque :
Si í µí±¢âƒ— = 0
ou k = 0 alors kí µí±¢âƒ— = 0Exemples :
Les vecteurs í µí±¢âƒ—, 1,5í µí±¢âƒ— et -3í µí±¢âƒ— ont la même direction.
í µí±¢âƒ— et 1,5í µí±¢âƒ— sont de même sens. í µí±¢âƒ— et -3í µí±¢âƒ— sont de sens contraire. La norme du vecteur 1,5í µí±¢âƒ— est égale à 1,5 fois la norme de í µí±¢âƒ—. La norme du vecteur -3í µí±¢âƒ— est égale à 3 fois la norme de í µí±¢âƒ—.2. Construction
Méthode : Représenter un vecteur défini comme produit et somme de vecteursVidéo https://youtu.be/1C6KEwbO-b8
1) Soit deux vecteurs í µí±¢âƒ— etí µâƒ—.
Représenter les vecteurs suivants :
2í µí±¢âƒ—, -í µâƒ—, 2í µí±¢âƒ— - í µâƒ—.
í µí±¢âƒ— 1,5 í µí±¢âƒ— -3í µí±¢âƒ— í µí±¢âƒ— kí µí±¢âƒ— kí µí±¢âƒ— k > 0 : k < 0 : í µí±¢âƒ— í µâƒ—
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Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.fr2) Soit trois points A, B et C.
Représenter le vecteur í µí µ
- 3í µí µ 1)Pour représenter le vecteur 2í µí±¢âƒ—, on place bout à bout deux vecteurs í µí±¢âƒ—.
Pour représenter le vecteur -í µâƒ—, on représente un vecteur de même direction et même longueur que í µâƒ— mais de sens opposé.Pour représenter le vecteur 2í µí±¢âƒ— - í µâƒ— ou 2í µí±¢âƒ—+ (-í µâƒ—), on place bout à bout les
vecteurs 2í µí±¢âƒ— et -í µâƒ—.Dans " le chemin » de vecteurs ainsi construit, le vecteur 2í µí±¢âƒ— -í µâƒ— a pour origine
l'origine du vecteur 2í µí±¢âƒ— et pour extrémité, l'extrémité du vecteur -í µâƒ—.
On obtiendrait le même résultat en commençant par placer le vecteur -í µâƒ— et ensuite le vecteur 2í µí±¢âƒ—. 2)Pour représenter le vecteur í µí µ
-3í µí µ ou í µí µ + (-3í µí µ ), on place bout à bout les vecteurs í µí µ et -3í µí µ Méthode : Construire un point vérifiant une égalité vectorielleVidéo https://youtu.be/JxYpPE6iPEA
1) Soit deux vecteurs í µí±¢âƒ— et í µâƒ— et un point O du plan.
Construire le point A tel que í µí µ
= 3í µí±¢âƒ— -í µâƒ—.B C A B C A í µí µí±¢í±¢í±¢í±¢í±¢âƒ— -3í µí µí±¢í±¢í±¢í±¢í±¢âƒ— í µí µí±¢í±¢í±¢í±¢í±¢âƒ—-3í µí µí±¢í±¢í±¢í±¢í±¢âƒ— í µí±¢âƒ— í µâƒ— O
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Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.fr2) Soit trois points A, B, C du plan.
Construire le point M tel que í µí µ
+ 3í µí µ 1)Pour représenter le vecteur í µí µ
= 3í µí±¢âƒ— - í µâƒ—, on place bout à bout à partir du point O les vecteurs 3í µí±¢âƒ— et -í µâƒ—.Le point A se trouve à l'extrémité du vecteur -í µâƒ— dans " le chemin » de vecteurs
ainsi construit. 2)Pour représenter le vecteur í µí µ
+ 3í µí µ , on place bout à bout à partir de A les vecteurs -í µí µ et 3í µí µ Le point M se trouve à l'extrémité du vecteur 3í µí µ dans " le chemin » de vecteurs ainsi construit. Méthode : Exprimer par lecture graphique un vecteur en fonction d'autres vecteursVidéo https://youtu.be/ODZGKdIKewo
A C B M A C B í µí µí±¢í±¢í±¢í±¢í±¢í±¢âƒ— = -í µí µí±¢í±¢í±¢í±¢í±¢âƒ— + 3í µí µí±¢í±¢í±¢í±¢í±¢âƒ— 3í µí µí±¢í±¢í±¢í±¢í±¢âƒ— -í µí µí±¢í±¢í±¢í±¢í±¢âƒ—
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Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.frPar lecture graphique, exprimer le vecteur í µí±¢âƒ— en fonction des vecteurs í µâƒ— et í µ
On construit " un chemin » de vecteurs í µâƒ— et í µ mis bout à bout reliant l'origine et l'extrémité du vecteur í µí±¢âƒ—. On compte ainsi le nombre de vecteurs í µâƒ— et í µ formant " le chemin ». í µí±¢âƒ— = 3í µâƒ— + 3í µV. Notion de colinéarité
1. Définition
Définition :
Deux vecteurs non nuls í µí±¢âƒ— et í µâƒ— sont colinéaires signifie qu'ils ont même direction
c'est à dire qu'il existe un nombre réel k tel que í µí±¢âƒ— = kí µâƒ—.Remarque :
Le vecteur nul est colinéaire à tout vecteur du plan.Exemple :
í µâƒ— = -3í µí±¢âƒ— í µí±¢âƒ—et í µâƒ— sont colinéaires. Méthode : Démontrer que des vecteurs sont colinéairesVidéo https://youtu.be/FjUbd9Pbhmg
On donne í µí±¢âƒ— un vecteur du plan. Soit un vecteur í µâƒ— tel que -4í µí±¢âƒ— + 3í µâƒ— = .
Démontrer que les vecteurs í µí±¢âƒ— et í µâƒ— sont colinéaires. 0í µí±¢âƒ— í µâƒ— = -3í µí±¢âƒ— í µí±¢âƒ— í µí±¢âƒ— í µâƒ—
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Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.fr -4í µí±¢âƒ— + 3í µâƒ— = 0 -4í µí±¢âƒ— = -3í µâƒ—Il existe un nombre réel k =
tel que í µâƒ— = kí µí±¢âƒ—. Donc í µí±¢âƒ— et í µâƒ— sont donc colinéaires.2. Applications
Propriétés :
1) A, B, C et D étant quatre points deux à deux distincts du plan.
Dire que les droites (AB) et (CD) sont parallèles revient à dire que les vecteurs í µí µ et í µí µ sont colinéaires.2) Dire que les points distincts A, B et C sont alignés revient à dire que les
vecteurs í µí µ et í µí µ sont colinéaires.3. Transformations et vecteurs
Propriétés :
1) Si une symétrie centrale transforme A en A' et B en B' alors : í µâ€²í µâ€²
2) Si une homothétie de rapport í µ transforme A en A' et B en B' alors : í µâ€²í µâ€²
VI. Repère du plan
Trois points distincts deux à deux O, I et J du plan forment un repère, que l'on peut noter (O, I, J). L'origine O et les unités OI et OJ permettent de graduer les axes (OI) et (OJ).Si on pose í µâƒ— = í µí µ
et í µâƒ— = í µí µ , alors ce repère se note également (O, í µâƒ— , í µâƒ—).Définitions :
- On appelle repère du plan tout triplet (O, í µâƒ—, í µâƒ—) où O est un point et í µâƒ— et í µâƒ— sont deux
vecteurs non colinéaires.- Un repère est dit orthogonal si í µâƒ— et í µâƒ— ont des directions perpendiculaires.
- Un repère est dit orthonormé s'il est orthogonal et si í µâƒ— et í µâƒ— sont de norme 1.
4 3 í µâƒ— í µâƒ— I J O13 sur 19
Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.frVII. Coordonnées d'un vecteur
Définition : Soit M un point quelconque d'un repère (O, í µâƒ—,í µâƒ—) et un vecteur í µí±¢âƒ— tel que : í µí µ Les coordonnées du vecteur í µí±¢âƒ— sont les coordonnées du point M. On note : í µí±¢âƒ— (x, y) ou í µí±¢âƒ—í°½ Méthode : Déterminer les coordonnées d'un vecteur par lecture graphiqueVidéo https://youtu.be/8PyiMHtp1fE
Déterminer les coordonnées des vecteurs í µí µ et í µí µ par lecture graphique : Pour aller de A vers B, on effectue une translation de 3 carreaux vers la droite (+3) et une translation de 2 carreaux vers le haut (+2). On trace ainsi un " chemin » devecteurs í µâƒ— et í µâƒ— mis bout à bout reliant l'origine et l'extrémité du vecteur í µí µ
Ainsi í µí µ
= 3í µâƒ— + 2í µâƒ—.Les coordonnées de í µí µ
sont donc í°½ 3 2 í±¦. De même, í µí µ -1 5 í±¦ et í µí µ 3 2í µâƒ— O í µâƒ— Repère orthogonal í µâƒ— O í µâƒ— Repère orthonormé í µâƒ— O í µâƒ— Repère quelconque
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Yvan Monka - Académie de Strasbourg - www.maths-et-tiques.frPropriété :
Soit A et B deux points de coordonnées í°½
í±¦ et í°½ í±¦ dans un repère (O, í µâƒ—,í µâƒ—).Le vecteur í µí µ
a pour coordonnées í°½Démonstration :
Comme -í µí µ
et í µí µ ont pour coordonnées respectives í°½ í±¦ (voir propriété qui suit) et í±¦alors í µí µ a pour coordonnées í°½ Méthode : Déterminer les coordonnées d'un vecteur par calculquotesdbs_dbs47.pdfusesText_47[PDF] maths : limite infinie
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