Applications du produit scalaire

Documents pareils
1S Modèles de rédaction Enoncés

LE PRODUIT SCALAIRE ( En première S )

Représentation géométrique d un nombre complexe

Enoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en Énoncé.

Si deux droites sont parallèles à une même troisième. alors les deux droites sont parallèles entre elles. alors

La géométrie du triangle III IV - V Cercles remarquables - Lieux géométriques - Relations métriques

Angles orientés et trigonométrie

I - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES

Correction : E = Soit E = -1,6. F = 12 Soit F = y = 11. et G = -2z + 4y G = 2 6 = 3 G = G =

Du Premier au Second Degré

Activités numériques [13 Points]

1 radian. De même, la longueur d un arc de cercle de rayon R et dont l angle au centre a pour mesure α radians est α R. R AB =R.

AC AB. A B C x 1. x + 1. d où. Avec un calcul vu au lycée, on démontre que cette solution admet deux solutions dont une seule nous intéresse : x =

Le théorème de Thalès et sa réciproque

PROBLEME(12) Première partie : Peinture des murs et du plafond.

Exprimer ce coefficient de proportionnalité sous forme de pourcentage : 3,5 %

Baccalauréat S Nombres complexes Index des exercices sur les complexes de septembre 1999 à juin 2012 Tapuscrit : DENIS VERGÈS

Géométrie dans l espace Produit scalaire et équations

Quelques contrôle de Première S

DOCM Solutions officielles = n 2 10.

Rappels et compléments, première partie : Nombres complexes et applications à la géométrie

Mesure d angles et trigonométrie

Fonction inverse Fonctions homographiques

Exercices de géométrie

Angles orientés et fonctions circulaires ( En première S )

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 12 avril 2007

Corrigé du baccalauréat S Asie 21 juin 2010

CONJUGUÉ D'UN POINT PAR RAPPORT À UN TRIANGLE

Calcul matriciel. Définition 1 Une matrice de format (m,n) est un tableau rectangulaire de mn éléments, rangés en m lignes et n colonnes.

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours.

Cours d Analyse. Fonctions de plusieurs variables

Continuité et dérivabilité d une fonction

Limites finies en un point

Seconde MESURER LA TERRE Page 1 MESURER LA TERRE

a et b étant deux nombres relatifs donnés, une fonction affine est une fonction qui a un nombre x associe le nombre ax + b

5 ème Chapitre 4 Triangles

TOUT CE QU IL FAUT SAVOIR POUR LE BREVET

Exercices - Nombres complexes : corrigé. Formes algébriques et trigonométriques, module et argument

Paris et New-York sont-ils les sommets d'un carré?

Séquence 10. Géométrie dans l espace. Sommaire

Polynômes à plusieurs variables. Résultant

Séquence 2. Repérage dans le plan Équations de droites. Sommaire

Calcul intégral élémentaire en plusieurs variables

2.4 Représentation graphique, tableau de Karnaugh

Planche n o 22. Fonctions de plusieurs variables. Corrigé

Items étudiés dans le CHAPITRE N5. 7 et 9 p 129 D14 Déterminer par le calcul l'antécédent d'un nombre par une fonction linéaire

Deux disques dans un carré

Le contexte. Le questionnement du P.E.R. :

COMPTE-RENDU «MATHS EN JEANS» LYCEE OZENNE Groupe 1 : Comment faire une carte juste de la Terre?

Comment démontrer que deux droites sont perpendiculaires?

Comparaison de fonctions Développements limités. Chapitre 10

Construction d un cercle tangent à deux cercles donnés.

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable

315 et 495 sont dans la table de 5. 5 est un diviseur commun. Leur PGCD n est pas 1. Il ne sont pas premiers entre eux

Fonctions de plusieurs variables

Loi binomiale Lois normales

point On obtient ainsi le ou les points d inter- entre deux objets».

Nombre dérivé et tangente

FONCTIONS DE PLUSIEURS VARIABLES (Outils Mathématiques 4)

Image d un intervalle par une fonction continue

Fonctions de plusieurs variables

Devoir 2 avec une figure en annexe, à renvoyer complétée. Corrigés d exercices sections 3 à 6. Liste des exos recommandés :

Eté LIVRET de RÉVISIONS en MATHÉMATIQUES

Mathématiques I Section Architecture, EPFL

EXERCICES DE REVISIONS MATHEMATIQUES CM2

Fonctions de deux variables. Mai 2011

8.1 Généralités sur les fonctions de plusieurs variables réelles. f : R 2 R (x, y) 1 x 2 y 2

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours

Les droites (d 1 ) et (d 2 ) sont sécantes en A Le point A est le point d intersection des 2 droites

Dérivées d ordres supérieurs. Application à l étude d extrema.

I. Polynômes de Tchebychev

Repérage de l artillerie par le son.

Nombres complexes. cours, exercices corrigés, programmation

De même, le périmètre P d un cercle de rayon 1 vaut P = 2π (par définition de π). Mais, on peut démontrer (difficilement!) que

Développements limités. Notion de développement limité

Sommaire de la séquence 10

STATIQUE GRAPHIQUE ET STATIQUE ANALYTIQUE

Lecture graphique. Table des matières

Mathématiques et petites voitures

Problème 1 : applications du plan affine

Capes Première épreuve

CORRIGE LES NOMBRES DECIMAUX RELATIFS. «Réfléchir avant d agir!»

C f tracée ci- contre est la représentation graphique d une

Chafa Azzedine - Faculté de Physique U.S.T.H.B 1

Chapitre 2 : Caractéristiques du mouvement d un solide

Chapitre 3. Quelques fonctions usuelles. 1 Fonctions logarithme et exponentielle. 1.1 La fonction logarithme

Exercices - Polynômes : corrigé. Opérations sur les polynômes

Proposition de programmes de calculs en mise en train

Résolution d équations non linéaires

NOMBRES COMPLEXES. Exercice 1 :

Programmes des classes préparatoires aux Grandes Ecoles

Cours3. Applications continues et homéomorphismes. 1 Rappel sur les images réciproques

DURÉE DU JOUR EN FONCTION DE LA DATE ET DE LA LATITUDE

Chapitre 2 Le problème de l unicité des solutions

1 Complément sur la projection du nuage des individus

Chapitre 2. Matrices

Démontrer qu'un point est le milieu d'un segment

Exercices - Fonctions de plusieurs variables : corrigé. Pour commencer

Triangles isométriques Triangles semblables

Cours de tracés de Charpente, Le TRAIT

Transcription:

Applications du produit scalaire Christophe ROSSIGNOL Année scolaire 014/015 Table des matières 1 Relations métriques dans un triangle quelconque 1.1 Quelques notations............................................ 1. Formule des cosinus........................................... Équations de cercle 3.1 Connaissant le centre et le rayon.................................... 3. Connaissant un diamètre......................................... 4 3 Quelques compléments de trigonométrie 4 3.1 Formules d addition........................................... 4 3. Formules de duplication......................................... 5 Table des figures 1 Notations Relations métriques dans un triangle quelconque.................... Triangle inscriptible dans un demi-cercle................................ 4 3 Formules d addition........................................... 5 Ce cours est placé sous licence Creative Commons BY-SA http://creativecommons.org/licenses/by-sa/.0/fr/ 1

1 RELATIONS MÉTRIQUES DANS UN TRIANGLE QUELCONQUE en préliminaire au cours : Activités : Activités 1 1 et page 41 [TransMath] 1 Relations métriques dans un triangle quelconque 1.1 Quelques notations Soit ABC un triangle quelconque (voir figure 1. On note : a = BC ; b = AC ; c = AB et  = BAC ; B = ÂBC ; Ĉ = BCA. Figure 1 Notations Relations métriques dans un triangle quelconque 1. Formule des cosinus (ou formule d Al-Kashi On a : BC = BA + AC = AB + AC = AC AB. Par suite : BC = BC ( a = AC AB a = AC AC. AB + AB Par un raisonnement analogue, on obtient : a = AC AC AB cos BAC + AB a = b bc cos  + c a = b + c bc cos  Théorème : Formule des cosinus Soit ABC un triangle quelconque. Avec les notations du 1.1, on a : a = b + c bc cos  b = a + c ac cos B c = a + a ab cos Ĉ Remarque : Si le triangle ABC est rectangle en A, alors cos  = 0. La formule d Al-Kashi devient alors : a = b + c On retrouve donc le résultat du théorème de Pythagore. Exercices : 1,, 3, 4 page 45 et 49, 5 page 56 3 56 page 56 et 59 page 57 4 [TransMath] 1. Calculer cos π 1.. Calculer dans un triangle. 3. Calculs de longueurs et d angles. 4. Pour aller plus loin.

ÉQUATIONS DE CERCLE Équations de cercle Dans toute cette section, on se place dans un repère (O ; ı ; j orthonormal..1 Connaissant le centre et le rayon Exemple : On veut déterminer une équation du cercle C de centre Ω ( 1 ; et de rayon 3. M (x ; y C si et seulement si ΩM = 3, d où ΩM = 3 = 9. De plus, ( x + 1 ΩM donc ΩM y = ΩM = (x + 1 + (y. Une équation du cercle C est donc : (x + 1 + (y = 3. Remarque : Après développement et simplification, cette équation devient : x + y + x 4y 4 = 0. Propriété : Soit C le cercle de centre Ω (α ; β et de rayon R. Alors, une équation de C est : (x α + (y β = R Remarques : 1. La démonstration de cette propriété reprend exactement la même démarche que celle de l exemple. Elle peut être traitée en exercice.. Cette propriété montre que tout cercle admet une équation de la forme : x + y + ax + by + c = 0. Reste à étudier une tentative de réciproque : toute équation de la forme x + y + ax + by + c = 0 est-elle l équation d un cercle? Exemple : Montrer que l équation x + y x + 4y 0 = 0 est l équation d un cercle dont on précisera le centre et le rayon. Méthode : On va essayer de mettre l équation sous la forme (x α + (y β = R. Pour cela, on va considérer x x et y + 4y comme les deux premiers termes du développement d un carré a. a. Voir le chapitre «Polynômes - Second degré» pour de plus amples renseignements sur la forme canonique. ( x x est le début du développement de (x 1 : (x 1 = x x + 1 donc x x = (x 1 1 ( y + 4y est le début du développement de (y + : L équation proposée devient donc : (y + = y + 4y + 4 donc y + 4y = (y + 4 x x + y + 4y 0 = 0 (x 1 1 + (y + 4 0 = 0 (x 1 + (y + = 5 (x 1 + (y ( = 5 Cette équation est donc l équation du cercle C de centre Ω (1 ; et de rayon 5. Remarque : Attention! Toute équation de la forme x + y + ax + by + c = 0 n est pas une équation de cercle. Voir exercices pour des contre-exemples. Exercices : 10, 11, 13, 14 page 47 et 63 page 57 5 15, 16, 18 page 48 et 64 page 57 6 66, 68, 69, 7 page 58 7 70, 71 page 58 8 101, 101 page 6 9 103 page 6 10 [TransMath] 5. Déterminer une équation de cercle. 6. Reconnaître une équation de cercle. 7. Droite tangente à un cercle. 8. Cercle passant par trois points. 9. Intersection de deux cercles. 10. Une famille de cercles. 3

. Connaissant un diamètre 3 QUELQUES COMPLÉMENTS DE TRIGONOMÉTRIE. Connaissant un diamètre Propriété : Soit C le cercle de diamètre [AB]. M est sur le cercle C si et seulement si MA. MB = 0. Démonstration : Si M est en A ou en B, le résultat est évident. Sinon, M C si et seulement si le triangle AMB est rectangle en M (voir figure, c est-à-dire (M A et (M B perpendiculaires. On a donc bien MA. MB = 0. Figure Triangle inscriptible dans un demi-cercle Exemple : Déterminer l équation du cercle C de diamètre [AB] avec A ( 1 ; et B (1 ; 3. M (x ; y C si et seulement si MA. MB = 0. Or, ( 1 x MA et ( 1 x MB. On a donc : y 3 y Une équation de C est x + y 5y + 5 = 0. ( 1 x (1 x + ( y (3 y = 0 1 + x x + x + 6 y 3y + y = 0 Exercices : 1 page 47 et 67 page 58 11 [TransMath] x + y 5y + 5 = 0 3 Quelques compléments de trigonométrie 3.1 Formules d addition Théorème : a et b sont deux réels. cos (a b = cos a cos b + sin a sin b cos (a + b = cos a cos b sin a sin b sin (a b = sin a cos b cos a sin b sin (a + b = sin a cos b + cos a sin b Démonstration : Soit (O ; ı ; j un repère orthonormal ( direct et C le cercle trigonométrique. Soient A et B deux points de C tels que ı ( ; OA = a [π] et ı ; OB = b [π] (voir figure 3. 11. Équation d un cercle connaissant un diamètre. 4

3 QUELQUES COMPLÉMENTS DE TRIGONOMÉTRIE 3. Formules de duplication Figure 3 Formules d addition ( ( ( OB ; OA = OB ; ı + ı ( ; OA = ı ( ; OB + ı ; OA = b + a = a b. De plus, par définition du cosinus et du sinus, A (cos a ; sin a et B (cos b ; sin b. On peut calculer le produit scalaire OB. OA de deux façons : Forme trigonométrique : ( OB. OA = OB OA cos OB ; OA = 1 1 cos (b a A l aide descoordonnées : OB. OA = cos a cos b + sin a sin b On obtient donc : cos (b a = cos a cos b + sin a sin b. Pour trouver les autres formules, il suffit d utiliser les angles associés : cos (a + b = cos (a ( b = cos a cos ( b + sin a sin ( b = cos a cos b sin a sin b ( π sin (a b = cos (a b (( π a = cos = cos + b ( π a cos b sin = sin a cos b cos a sin b ( π a sin b sin (a + b = sin (a ( b = sin a cos ( b cos a sin ( b = sin a cos b + cos a sin b Exercices : 0, 1, 3, 5 page 49 ; 87, 88 page 60 et 94 page 61 1 [TransMath] 3. Formules de duplication Propriété 1 : Soit x un réel. cos (x = cos x sin x = cos x 1 = 1 sin x sin (x = cos x sin x 1. Formules d addition. 5

RÉFÉRENCES RÉFÉRENCES Démonstration : cos (x = cos (x + x = cos x cos x sin x sin x = cos x sin x De plus, comme cos x + sin x = 1, sin x = 1 cos x, donc : cos (x = cos x ( 1 cos x = cos x 1. De même, cos x = 1 sin x, donc cos (x = ( 1 sin x sin x = 1 sin x. sin (x = sin x cos x + cos x sin x = sin x cos x. Propriété : Soit x un réel. cos x = 1 + cos (x et sin x = 1 cos (x Remarque : Ces deux dernières formules se trouvent très rapidement à l aide des relations cos (x = cos x 1 et cos (x = 1 sin x. Exercices : 6, 7, 30 page 50 et 85, 86, 9 page 60 13 36 page 5 14 [TransMath] Références [TransMath] transmath 1 re S, édition 011 (Nathan, 3, 4, 5, 6 13. Formules de duplication. 14. Pentagone régulier. 6