Opérations sur les vecteurs
Les vecteurs MAT536 www sylvainlacroix ca Opérations sur les vecteurs Multiplication scalaire de deux vecteurs On note la multiplication scalaire de deux vecteurs à l’aide d’un point • Cela se lit «le produit scalaire de et de » ou « point » Le produit scalaire de deux vecteurs correspond à la somme des produits de leurs
Mémo de cours n°€ Produit scalaire
autre type de multiplication de vecteurs que nous étudierons dans un cours prochain On montre que le produit scalaire de deux vecteurs aÑ{x a, y a,z a} et bÑ{x b, y b,z b} est quantišé par : Ña⋅Ñb = x ax b + y ay b +z az b (€/ò) Fƒ†¶§u € Ô – Deux vecteurs aÑet Ñb Le produit scalaire est le multiple des normes b et a b
PROF Tr : ATMANI NAJIB - AlloSchool
II) L’égalité de deux vecteurs III) Somme de deux vecteurs IV)La multiplication d’un vecteur par un réel V) La colinéarité de deux vecteurs VI) Milieu d’un segment I) Vecteurs du plan Le concept de vecteur remonte à des temps très anciens et fut introduit par les physiciens 1)Notion élémentaire de vecteur : Soient A et B deux
Un rappel sur les matrices
La multiplication de deux vecteurs peut être définie de trois façon différentes, selon que le résultat est un scalaire, un vecteur ou une matrice On les appelle respectivement produit
Calcul vectoriel dans le plan - AlloSchool
II) L’égalité de deux vecteurs III) Somme de deux vecteurs IV) La multiplication d’un vecteur par un réel V) La colinéarité de deux vecteurs VI) Milieu d’un segment I) Vecteurs du plan Soient A et B deux points du plan P Un vecteur AB est défini par trois données : une direction: celle d'une droite AB Un sens de parcours (dans la
L’outil vectoriel et géométrie analytique
2 2Somme de deux vecteurs de même origine Cette configuration se produit lorsqu’on cherche à trouver la résultante de deux forces L’idée pour additionner deux vecteurs de même origine est la confi-guration du parallèlogramme On a : Démonstration : Si ABDC est un parallélogramme, alors AC = BD , on a donc : ~u +~v = AB + AC
Chap1 : OUTILS MATHEMATIQUES GLISSEURS & TORSEURS
Le résultat du produit vectoriel de deux vecteurs est un VECTEUR perpendiculaire aux deux vecteurs 4 2 Propriétés : Anti-commutativité : X Y Y X Distributivité à droite et à gauche : X (Y Z) X Y X Z et (X Y) Z X Z Y Z Multiplication par un réel : (X Y) ( X) Y X ( Y)
Qu’est-ce qu’un tenseur? - École Polytechnique
PRODUIT TENSORIEL DE DEUX VECTEURS On introduit la multiplication ou produit tensoriel de deux vecteurs (noté U ⊗V) en y associant la forme bi-linéaire telle que : ∀(X,Y)∈E ×E,(U ⊗V)(X,Y)=(U X)(V Y) ∈R Il en découle : - DISTRIBUTIVITE (addition) [U ⊗(V1 +V2)](X,Y)=[U ⊗V1 +U ⊗V2](X,Y) - DISTRIBUTIVITE (multiplication)
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
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1
L"outil vectoriel et
géométrie analytiqueTable des matières1 Définition et théorème
21.1 Définition
21.2 Egalité entre deux vecteurs
32 Addition de deux vecteurs
32.1 La relation de Chasles
32.2 Somme de deux vecteurs de même origine
42.3 Propriétés de l"addition de deux vecteurs
52.4 Exemples d"application
63 Multiplication d"un vecteur par un scalaire
73.1 Définition
83.2 Exercices d"application
83.2.1 Exercice 1
83.2.2 Exercice 2
93.2.3 Exercice 3
103.3 Propriétés de la multiplication par un scalaire
113.4 Exercice d"application
114 Colinéarité de deux vecteurs
124.1 Définition
124.2 Théorèmes
124.3 Exercices d"application
134.3.1 Exercice 1 : parallélisme
134.3.2 Exercice 2 : l"alignement
134.3.3 Exercice 3
145 Géométrie analytique
165.1 Repère
165.1.1 Repère quelconque
165.1.2 Repère orthogonal et repère orthonormal
175.1.3 Exercices sur un repère quelconque
185.2 Coordonnées de vecteurs
185.3 Calculs en géométrie analytique
205.4 Colinéarité en géométrie analytique
235.5 Exercices d"application
245.5.1 Exercice 1
245.5.2 Exercice 2
255.5.3 Exercice 3
265.5.4 Exercice 4
27 PAUL MILAN2 mai 2010 SECONDE
1 DÉFINITION ET THÉORÈME
1Définition et théorème
1.1 Définition Définition 1 :Un vecteur~uest un objet mathématique qui se définit par : êUne direction (pente d"une droite, mais pas une orientation)êUn sens (orientation : la flèche)
êUne norme : longueur du vecteur notéé :jj~ujjRemarque :: êIl faut faire la différence entre la direction et le sens du vecteur car dans le langage courant les deux mots sont synonyme. êUn vecteur n"a pas de point d"application. On peut donc le placer où l"on veut dans le plan euclidien. En cela il se différentie de la force en physique qui elle a un point d"application. Cependant, il y a bien un rapport très étroit entre la symbolisation d"une force en physique et le vecteur en ma- thématique.êCes " segments munis d"une flèche » représentent le même vecteur~u. On dit que le vecteur ~uest la classe d"équivalence de toutes ces représentations êPour fixer un représentant particulier du vecteur~u, on peut prendre deux pointsAetBdu plan. On note alors ce représentant :!AB. êPar abus de langage, on confond le représentant!ABet le vecteur~u. On a alors : ~u=!AB. On peut donc noter un vecteur avec une seule lettre (minuscule) ou avec deux lettres (majuscule car point).PAUL MILAN2 mai 2010 SECONDE1.2 EGALITÉ ENTRE DEUX VECTEURSLa flèche sur les pointsAetBest indispensable car, sans flèche, il s"agit
de la distance entre les pointsAetBqui n"est autre que la norme du vecteur. jj !ABjj=AB 1.2 Egalité entre deux vecteurs Théorème 1 :Deux vecteurs~u=!ABet~v=!CDsont égaux, si, et seulement si le quadrilatèreABDCest un parallélogramme.!AB=!CD,ABDCest un parallélogrammeDémonstration :Un vecteur contient deux informations : une longueur et
une direction. Si deux vecteurs sont égaux, alors le quadrilatèreABDCpossède deux côtés de même longueur et parallèle, ce qui est la définition d"un parallèlo- gramme. Remarque :On peut donc associer un parallélogramme à l"égalité de deux vecteurs, ce qui simplifie la démonstration pour prouver qu"un quadrilatère est en parallélogramme. 2Addition de deux vecteurs
Note :Le but avec un nouvel outil mathématique est de pouvoir manier facilement celui-ci. D"où l"idée de créer des opérations avec les vecteurs. L"addi- tion de deux vecteurs reprend l"idée en physique de la résultante de deux forces de direction différentes. Cette opération est connue sous le nom de " relation deChasles» (mathématicien du XIX
esiècle. 2.1 La relation de Chasles Propriété 1 :Relation de ChaslesSoit deux vecteurs
!uet~vdont les représentants sont!ABet!BC, on définit l"addition des deux vecteurs!uet~vpar la relation : !AB+!BC=!ACd"où~u+~v=!ACOn a alors le schéma suivant :PAUL MILAN2 mai 2010 SECONDE
2 ADDITION DE DEUX VECTEURS
Cette opération est toujours possible, car l"on peut toujours déplacer le deuxième vecteur ~vpour qu"il commence à la fin du premier~u. Cette addition de deux vecteurs ne s"applique pas à la norme, en effet : jj ~u+~vjj 6=jj~ujj+jj~vjjmaisjj~u+~vjj6jj~ujj+jj~vjj Remarque :Cette opération est très efficace en géométrie, car l"on peut dé- composer un vecteur quelconque en deux vecteurs plus intéressant. Par exemple, on peut écrire quelque soit les pointsE,FetG:EF=!EG+!GF
La seule contrainte est donc de commencer le deuxième vecteur par la fin du premier. 2.2Somme de deux vecteurs de même origine
Cette configuration se produit lorsqu"on cherche à trouver la résultante de deux forces. L"idée pour additionner deux vecteurs de même origine est la confi-guration du parallèlogramme. On a :Démonstration :SiABDCest un parallélogramme, alors!AC=!BD, on a
donc : u+~v=!AB+!AC=!AB+!BD=!ADPAUL MILAN2 mai 2010 SECONDE2.3 PROPRIÉTÉS DE L"ADDITION DE DEUX VECTEURS2.3Propriétés de l"addition de deux vecteurs
Propriété 2 :Propriétés de l"addition de deux vecteurs. On retrouve les mêmes propriétés dans l"addition de deux vecteurs que dans l"addition de deux nombres. 1)L "additionde de uxvecteurs est commutative :
u+~v=~v+~u 2)L "additionde t roisvecteurs est associative :
~u+~v) +~w=~u+ (~v+~w) =~u+~v+~w 3) L "additionde d euxvecteurs possède un élément neutr e: !0 4)T outvecte ur
~upossède un opposé, noté~uRemarque : êLa première propriété permet de changer l"ordre dans lequel on effectue l"addition. êLa deuxième propriété signilie que lorsque l"on cherche à additionner deux vecteurs, on peut d"abord additionner les deux premiers, puis additionner ce résultat au troisième ou additionner les deux dernier puis additionnerce résultat au premier. Voici un exemple de cette propriété :êLe vecteur nul vient du fait que si l"on applique la relation de Chasles à :
!AB+!BA=!AA On décide alors d"appeler un vecteur de longueur nulle par le vecteur nul noté :!0 . êla dernière propriété vient de!AB+!BA=!0 , on décide de noter : !BA=!AB Donc quand on inverse les lettres d"un vecteur on change de signe.PAUL MILAN2 mai 2010 SECONDE