Chapitre 7 : Produit scalaire de deux vecteurs du plan
Produit scalaire Page 1 Chapitre 7 : Produit scalaire de deux vecteurs du plan I) Produit scalaire de deux vecteurs a) Définition u et v sont deux vecteurs du plan, on appelle produit scalaire de u par v , le nombre réel noté u v égal à : • 0 si l’un des vecteurs est nul • II
Produit scalaire - F2School
Produit scalaire 1 Produit scalaire de deux vecteurs 1 1 Définition Définition : Soient et deux vecteurs non nuls Soient A, B et C des points tels que : et Soit H le projeté orthogonal de C sur (AB) On appelle produit scalaire de et et on note (qui se lit scalaire ) le réel définit par :
Produit Scalaire - CRIFPE
3°) Egalité de deux vecteurs non nuls Deux vecteurs non nuls sont dits égaux s’ils ont même norme, même direction et même sens II- Produit scalaire 1°) Définition : soient u et v deux vecteurs du plan On appelle produit scalaire du vecteur u par le vecteur v le réel noté : u •v tel
PRODUIT SCALAIRE - AlloSchool
Il fut baptisé produit scalaire par William Hamilton (1805 ; 1865) en 1853 I) Le produit scalaire de deux vecteurs 1° Définitions Définition1 : Soit u et v deux vecteurs du plan Et soient A; B et C trois points du plan tel que : u AB et v AC On appelle produit scalaire de par , noté uv , le nombre réel définit par : Si u 0 ou v 0 alors
Le produit scalaire - Maths Exercices
Définition du produit scalaire de deux vecteurs Définition 6 Le produit scalaire de deux vecteurs u et v, noté u v , est le nombre réel défini par : u V = Hull Il V Il cos (u, V), si u et v sont non nuls ; e u v = 0, si u=00u v = 0 On appelle carré scalaire de u le nombre = llu 112 REMARQUES :
PRODUIT SCALAIRE - maths et tiques
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 u et deux points A et B tels que u =AB """ La norme du vecteur u, notée u, est la distance AB 2) Définition du produit scalaire Définition : Soit u et v deux vecteurs du plan
Produit scalaire en dimension 3 Norme dun vecteur en dim 2
Produit scalaire de deux vecteurs en dim 3 Par rapport à une base orthonormée, considérons les vecteurs u= u1 u2 u3,v= v1 v2 v3 Ces deux vecteurs de l'espace sont nécessairement dans un même plan On peut donc leur appliquer le théorème du cosinus : þu fi þþv fi þcos HjL= 1 2 Jþu fi þ2+þv fi þ2-þu fi-v fi þ2N = 1 2 Iu1 2
Exercices corrigés - AlloSchool
Exercice 3 : produit scalaire en fonction des normes de vecteurs Exercices 4 et 5 : orthogonalité de deux vecteurs et produit scalaire nul Exercice 6 : formule de la médiane Exercice 7 : produit scalaire de vecteurs colinéaires Exercices 8 et 9 : produit scalaire de vecteurs quelconques à l’aide d’une projection orthogonale
PRODUIT SCALAIRE DANS LESPACE
PRODUIT SCALAIRE DANS L'ESPACE I Produit scalaire de deux vecteurs 1) Définition Soit et deux vecteurs de l'espace A, B et C trois points tels que et Il existe un plan P contenant les points A, B et C Définition : On appelle produit scalaire de l'espace de et le produit égal au produit scalaire dans le plan P On a ainsi :
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1YvanMonka-AcadémiedeStrasbourg-www.maths-et-tiques.frPRODUIT 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
u et deux points A et B tels que u =AB . La norme du vecteur u , notée u , est la distance AB. 2) Définition du produit scalaire Définition : Soit u et v deux vecteurs du plan. On appelle produit scalaire de u par v , noté u .v , le nombre réel définit par : - u .v =0 , si l'un des deux vecteurs u et v est nul - u .v =u ×v×cosu
;v , dans le cas contraire. u .v se lit " u scalaire v ". Remarque : Si AB et AC sont deux représentants des vecteurs non nuls u et v alors : u .v =AB .AC =AB×AC
×cosBAC
2YvanMonka-AcadémiedeStrasbourg-www.maths-et-tiques.frExemple : Vidéo https://youtu.be/CJxwKG4mvWs Soit un triangle équilatéral ABC de côté a.
AB .AC =AB×AC
×cosBAC
=a×a×cos60° =a 2×0,5
a 2 2 Attention : Le produit scalaire de deux vecteurs est un nombre réel. Ecrire par exemple u .v =0est une maladresse à éviter ! 3) Propriété de symétrie du produit scalaire Propriété : Pour tout vecteur
u et v , on a : u .v =v .uDémonstration : On suppose que
u et v sont non nuls (démonstration évidente dans la cas contraire). u .v =u ×v×cosu
;v =v ×u×cosu
;v =v ×u×cos-v
;u =v ×u×cosv
;u =v .u4) Opérations sur les produits scalaires Propriétés : Pour tous vecteurs
u v et w , on a : 1) u .v +w =u .v +u .w 2) u .kv =ku .v , avec k un nombre réel. - Admis -3YvanMonka-AcadémiedeStrasbourg-www.maths-et-tiques.fr 5) Identités remarquables Propriétés : Pour tous vecteurs
u et v , on a : 1) u +v 2 =u 2 +2u .v +v 2 2) u -v 2 =u 2 -2u .v +v 2 3) u +v u -v =u 2 -v 2Démonstration pour le 2) :
u -v 2 =u -v u -v =u .u -u .v -v .u +v .v =u 2 -2u .v +v 2II. Produit scalaire et norme Soit un vecteur
u , on a : u .u =u ×u×cosu
;u =u 2×cos0=u
2 et u .u =u 2On a ainsi :
u 2 =u .u =u 2Propriété : Soit
u et v deux vecteurs. On a : u .v 1 2 u 2 +v 2 -u -v 2 et u .v 1 2 u +v 2 -u 2 -v 2Démonstration de la première formule :
u -v 2 =u -v 2 =u 2 -2u .v +v 2 =u 2 -2u .v +v 2 donc u .v 1 2 u 2 +v 2 -u -v 24YvanMonka-AcadémiedeStrasbourg-www.maths-et-tiques.frPropriété : Soit A, B et C trois points du plan. On a :
AB .AC 1 2 AB 2 +AC 2 -BC 2Démonstration :
AB .AC 1 2 AB 2 +AC 2 -AB -AC 2 1 2 AB 2 +AC 2 -CB 2 1 2 AB 2 +AC 2 -BC 2Exemple : Vidéo https://youtu.be/GHPvfaHnysg
CG .CF 1 2 CG 2 +CF 2 -GF 2 1 2 6 2 +7 2 -3 2 =38 III. Produit scalaire et orthogonalité 1) Vecteurs orthogonaux Propriété : Les vecteurs u et v sont orthogonaux si et seulement si u .v =0. Démonstration : Si l'un des vecteurs est nul, la démonstration est évidente. Supposons le contraire.
u .v =0 ⇔u ×v×cosu
;v =0 ⇔cosu ;v =0Les vecteurs
u et v sont orthogonaux5YvanMonka-AcadémiedeStrasbourg-www.maths-et-tiques.fr 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
u et v deux vecteurs non nuls du plan tels que u =OA et v =OB . H est le projeté orthogonal du point B sur la droite (OA). On a : u .v =OA .OB =OA .OHDémonstration :
OA .OB =OA .OH +HB =OA .OH +OA .HB =OA .OHEn effet, les vecteurs
OA et HB sont orthogonaux donc OA .HB =0 . Exemple : Vidéo https://youtu.be/2eTsaa2vVnI Soit un carré ABCD de côté c. AB .AC =AB .AB =AB 2 =c 2 IV. Produit scalaire dans un repère orthonormé Le plan est muni d'un repère orthonormé O;i ;j . Propriété : Soit u et v deux vecteurs de coordonnées respectives x;y et x';y' . On a : u .v =xx'+yy' . Démonstration : u .v =xi +yj .x'i +y'j =xx'i .i +xy'i .j +yx'j .i +yy'j .j =xx'i 2 +xy'i .j +yx'j .i +yy'j 2 =xx'+yy' car i =j =1 , le repère étant normé, et i .j =j .i =0le repère étant orthogonal. Exemple : Vidéo https://youtu.be/aOLRbG0IibY Vidéo https://youtu.be/cTtV4DsoMLQ Soit
u 5;-4 et v -3;7 deux vecteurs. u .v =5×-3 +-4