Chapitre XI Vecteurs et translations

Documents pareils
Vecteurs. I Translation. 1. Définition :

Angles orientés et trigonométrie

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

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 =

Géométrie dans l espace Produit scalaire et équations

Le théorème de Thalès et sa réciproque

1S Modèles de rédaction Enoncés

Séquence 10. Géométrie dans l espace. Sommaire

Cours d Analyse. Fonctions de plusieurs variables

Soit la fonction affine qui, pour représentant le nombre de mois écoulés, renvoie la somme économisée.

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

Chapitre 2 : Vecteurs

Equations cartésiennes d une droite

Exo7. Matrice d une application linéaire. Corrections d Arnaud Bodin.

Fonctions linéaires et affines. 1 Fonctions linéaires. 1.1 Vocabulaire. 1.2 Représentation graphique. 3eme

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.

CONJUGUÉ D'UN POINT PAR RAPPORT À UN TRIANGLE

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

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

LE PROCESSUS ( la machine) la fonction f. ( On lit : «fonction f qui à x associe f (x)» )

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

2.4 Représentation graphique, tableau de Karnaugh

Baccalauréat L spécialité, Métropole et Réunion, 19 juin 2009 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

DÉRIVÉES. I Nombre dérivé - Tangente. Exercice 01 (voir réponses et correction) ( voir animation )

Deux disques dans un carré

Fonctions homographiques

Activités numériques [13 Points]

TOUT CE QU IL FAUT SAVOIR POUR LE BREVET

Bac Blanc Terminale ES - Février 2011 Épreuve de Mathématiques (durée 3 heures)

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

LE PRODUIT SCALAIRE ( En première S )

Corrigés Exercices Page 1

3 ème 2 DÉVELOPPEMENT FACTORISATIONS ET IDENTITÉS REMARQUABLES 1/5 1 - Développements

PARTIE NUMERIQUE (18 points)

Corrigé du baccalauréat S Asie 21 juin 2010

Priorités de calcul :

Représentation géométrique d un nombre complexe

Les fonction affines

Plan du cours : électricité 1

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

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

Le seul ami de Batman

Limites finies en un point

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2012 OBLIGATOIRE MATHÉMATIQUES. Série S. Durée de l épreuve : 4 heures Coefficient : 7 ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE

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

Cours Fonctions de deux variables

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 12 avril 2007

Angles orientés et fonctions circulaires ( En première S )

DOCM Solutions officielles = n 2 10.

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

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

La fonction exponentielle

STATIQUE GRAPHIQUE ET STATIQUE ANALYTIQUE

Notion de fonction. Série 1 : Tableaux de données. Série 2 : Graphiques. Série 3 : Formules. Série 4 : Synthèse

I. Ensemble de définition d'une fonction

TSTI 2D CH X : Exemples de lois à densité 1

1 Définition. 2 Systèmes matériels et solides. 3 Les actions mécaniques. Le système matériel : Il peut être un ensemble.un sous-ensemble..

Développer, factoriser pour résoudre

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

Raisonnement par récurrence Suites numériques

Problème 1 : applications du plan affine

Exercices Corrigés Premières notions sur les espaces vectoriels

Exo7. Calculs de déterminants. Fiche corrigée par Arnaud Bodin. Exercice 1 Calculer les déterminants des matrices suivantes : Exercice 2.

PROPORTIONNALITÉ LES ÉCHELLES. Dossier n 2 Juin Conçu et réalisé par : Marie-Christine LIEFOOGHE Bruno VANBAELINGHEM Annie VANDERSTRAELE

Quelques contrôle de Première S

SOCLE COMMUN - La Compétence 3 Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique

Planche n o 22. Fonctions de plusieurs variables. Corrigé

Seconde Généralités sur les fonctions Exercices. Notion de fonction.

Correction du baccalauréat S Liban juin 2007

Première partie. Préliminaires : noyaux itérés. MPSI B 6 juin 2015

CHAPITRE 2 SYSTEMES D INEQUATIONS A DEUX INCONNUES

Eté LIVRET de RÉVISIONS en MATHÉMATIQUES

Complément d information concernant la fiche de concordance

Chapitre 2. Matrices

Exercice 6 Associer chaque expression de gauche à sa forme réduite (à droite) :

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

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

Compter à Babylone. L écriture des nombres

Continuité et dérivabilité d une fonction

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

Fonctions de plusieurs variables

BACCALAUREAT GENERAL MATHÉMATIQUES

Cours de Mécanique du point matériel

Sommaire de la séquence 8

6 ème. Rallye mathématique de la Sarthe 2013/ ère épreuve de qualification : Problèmes Jeudi 21 novembre 2013

Plan. 1. La planification d un d 2. Méthodes et techniques de planification 3. Conclusion. D. Leclet

Exercices de géométrie

FONCTIONS DE PLUSIEURS VARIABLES (Outils Mathématiques 4)

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

Les Angles. I) Angles complémentaires, angles supplémentaires. 1) Angles complémentaires. 2 Angles supplémentaires. a) Définition.

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

Lecture graphique. Table des matières

La demande Du consommateur. Contrainte budgétaire Préférences Choix optimal

VOS PREMIERS PAS AVEC TRACENPOCHE

= constante et cette constante est a.

Champ électromagnétique?

TRANSLATION ET VECTEURS

6. Les différents types de démonstrations

Savoir lire une carte, se situer et s orienter en randonnée

Transcription:

Chapitre XI Vecteurs et translations Extrait du programme : I Notion de translations et de vecteurs Définition : Soient A et B deux points du plan. On associe à tout point M du plan un point M tel que [AM ] et [B M] aient le même milieu. M est l image de M par la translation de vecteur AB. M est l image de M par la translation de vecteur AB si et seulement si AB M M est un parallélogramme. Démonstration : Les diagonales ont le même milieu. Remarque : L image de A par la translation de vecteur AB est B. Soient A, B, C et D quatre points du plan. On dit que AB = C D si et seulement si ABDC est un parallélogramme (éventuellement aplati). 1

Remarque : 2 vecteurs AB et A B sont égaux si ces 3 conditions sont vraies : Les droites (AB) et (A B ) sont parallèles : Les vecteurs ont la même direction. Les chemins de A à B est parcouru dans le même sens que de A à B : Les vecteurs ont le même sens. La longueur AB est égale à la longueur A B : Les vecteurs ont la même norme. Définitions : Le vecteur A A est appelé vecteur nul, noté 0. AB = 0 si et seulement si A et B sont confondus. On appelle vecteur opposé au vecteur AB le vecteur B A = AB. AB et B A ont la même direction, la même norme mais ils sont de sens contraires. II Milieu d un vecteur I milieu de [AB] si et seulement si : I [AB] et AI = I B. ou AI = I B On peut aussi dire AI + B I = 0 III Somme de deux vecteurs Définition : La somme de 2 vecteurs et v est le vecteur w résultant de l enchainement de la translation de vecteur suivie de celle de v. Remarque : l ordre des enchainements n a pas d importance. Relation de Chasles AB + BC = AC Règle du parallélogramme Soient A, B et C trois points distincts. La somme AB + AC est le vecteur AD où D est le 4 i ème sommet du parallélogramme ABDC. (Attention à l ordre des lettres!) 2

Point-méthode 26 : Construire un vecteur ou un point vérifiant une égalité vectorielle 1. Soient 2 vecteurs et v. Reproduire la figure suivante en respectant le quadrillage (et en laissant de l espace en haut), puis représenter les vecteurs suivants : (a) 3 (b) v (c) 3 v 2. Soient trois points A, B, C du plan. Reproduire la figure ci-contre en respectant le quadrillage, puis contruire le point M tel que : AM = AB +2 AC. B v C A 1. (a) Pour représenter 3, on représente 3 fois le vecteur bout à bout. Le vecteur allant du point de départ du 1 er au point d arrivée du 3 ème est le vecteur 3. (b) Pour v, on représente un vecteur identique à v mais en le parcourant dans le sens inverse. (c) Pour représenter une somme de vecteurs, il suffit de mettre bout à bout les déplacements On peut commencer ici par 3 au bout duquel, on place un autre représentant de v. Le vecteur somme par du départ du 1 er vecteur jusqu à l arrivée du dernier point, peu importe le chemin parcouru entre. 2. Comme le vecteur cherché commence par la lettre A, on va représenter le premier vecteur de la somme à partir de A. On trace donc en partant de A, un vecteur égal au vecteur AB. Puis, à son bout, on trace 2 fois le vecteur AC. Le point d arrivé est le point M cherché. M 2 AC v 3 v B v C AB v 3 AC A IV Vecteurs et coordonnées Dans cette partie, le plan est rapporté à un repère (O; I ; J). Soit (u) un vecteur non nul. Pour tout point A du plan, il existe un point P tel que AP =. Le vecteur AP est un représentant de d origine A. En particulier, si on considère l origine O du repère, il existe un unique point M tel que OM = Définition : Les coordonnées du vecteur sont les coordonnées du point M tel que OM =. Nouvelle notation : On note respectivement ı et j les vecteurs OI et O J. Le repère (O; I ; J) se note alors (O; ı, j). 3

1 Coordonnées d un vecteur Définition : Soient A et B deux points de coordonnées respectives (x A ; y A ) et (x B ; y B ) dans un repère (O; ı, j). Alors les coordonnées du vecteur AB sont : ( ) xb x A AB. Attention à l ordre!! y B y A Point-méthode 27 : Lire graphiquement les coordonnées d un vecteur On considère (O; ı, j)un repère du plan. 1. Lire graphiquement les coordonnées des vecteurs et v. ( ) 2 v 2. Représenter le vecteur w. 4 3. Placer le point B tel que le vecteur AB ait pour coordonnées ( ) j 4. i 3 A 1. Pour lire des coordonnées de vecteurs, il suffit de regarder le déplacement sur les abscisses (donc horizontal) du point d origine au point d arrivée, puis le déplacement sur les ordonnées. On lit : ( 5 3 ) et v ( ) 3. 5 2. le vecteur w n étant pas associé à un point, on peut le placer n importe où sur le repère. On effectue un déplacement horizontal de 2 (donc vers la gauche), puis un déplacement vertical de 4. On relie ensuite le point de départ et le point d arrivée. 3. Ici le vecteur AB est attaché à un point connu le point A, qui doit donc être notre point de départ. A partir de A, on réitère le même procédé que la question précédente, et on trouve le point B(7; 1). 2 Calculs avec les coordonnées ( ) ( x x ) On considère les vecteurs et v y y Egalité de 2 vecteurs : = v x = x ety = y Deux vecteurs sont égaux si et seulement s ils ont les mêmes coordonnées. ( x + x ) Somme de 2 vecteurs : + v y + y Pour obtenir les coordonnées ( ) d une somme, on fait la somme des coordonnées. x Vecteur opposé : y Pour obtenir les coordonnées du vecteur opposé, on prend l opposé des coordonnées. 4

Point-méthode 28 : Calculer les coordonnées d un point défini par une égalité vectorielle On considère (O; ı, j)un repère du plan. Soient les points A( 1; 3), B(3; 1) et C (6; 2). Calculer les coordonnées du point D tel que ABCD soit un parallélogramme. Souvent, avec les vecteurs, il suffit de traduire une propriété géométrique en relation vectorielle. On sait que parallélogramme égalité de vecteurs (attention à l ordre!!) ABCD parallélogramme BC = AD On préfère choisir un vecteur où le sommet cherché, ici D, apparait en 2 ème position, car il n y aura alors pas de devant. On traduit cette égalité avec les coordonnées, en prenant celles de D comme inconnues. BC = { { { xd x A = x C x B xd + 1 = 3 xd AD y D y A = y C y B y D 3 = 1 = 2 y D = 4 ALors le point D a pour coordonnées (2 ;4) V Multiplication d un vecteur par un réel 1 Définition Soit un vecteur non nul et k un réel non nul. Le produit de par k est caractérisé par : k négatif k positif Le vecteur k a la même direction que le vecteur k et sont de sens contraires AB = k OM k et sont de même sens. AB = k OM Pour tout vecteur et v et tout réel k et k, on a : k( + v) = k + k v (k + k ) = k + k k = 0 k = 0 ou = 0 Si on multiplie un vecteur par k alors les coordonnées de sont multipliées par k : Si ( ) ( ) x kx alors k y k y 2 Vecteurs colinéaires Définition : 2 vecteurs et v sont colinéaires si l un est le produit de l autre par un réel. C est-à-dire s il existe un réel k tel que = k v. k est appelé Le coefficient de colinéarité. Théorème : 2 vecteurs non nuls sont colinéaires si et seulement s ils ont la même direction. 5

Conséquences : 3 points A, B, C sont alignés si et seulement si les vecteurs AB et AC sont colinéaires. 2 droites (AB) et (M N ) sont parallèles si et seulement si les vecteurs AB et M N sont colinéaires. AC = 3AB donc AC et AB sont colinéaires, et ainsi, A, B et C sont alignés. 5 M N = AB sont M N et AB sont colinéaires, par conséquent, les 3 droites (AB) et (M N ) sont parallèles. Théorème : Conditions de colinéarités de 2 vecteurs ( ) ( x x ) Dans un repère quelconques, soient 2 vecteurs et v y y. et v sont colinéaires leurs coordonnées sont proportionnelles il existe un réel k non nul tel que x = kx et y = k y x y = x y (égalité des produits en croix) 6

Point-méthode 29 :Démontrer un parallélisme ou un alignement en utilisant la colinéarité On considère (O; ı, j)un repère du plan. Soient les points A( 1; 1), B(3; 2), C ( 2; 3), D(6; 1) et E(5; 0) 1. Quelle est la nature du quadrilatère ABDC? 2. Démontrer que les points E, B et D sont alignés. On commence par réaliser une figure, même rapide, afin de mieux conjecturer et de pouvoir vérifier nos futurs calculs. 1. Il semble que ABDC soit un trapèze il faudra donc juste montrer que les droites (AB) et (CD) sont parallèles, c est-à-dire montrer que les vecteurs AB et C D sont colinéaires. On sait que ( 3 ( 1) AB 2 1 etc ( ) 6 ( 2) D 1 ( 3) donc C D ) donc AB ( ) 8 2 ( ) 4. 1 Méthode 1 : On voit tout de suite le coefficient de colinéarité On voit que 2 AB = C D donc les vecteurs sont colinéaires et ainsi les droites (AB) et (CD) sont parallèles. Méthode 2 : On calcule les produits en croix ( ) 4 ( ) 8 AB C D 1 2 4 2 = 8 1 8 = 8 Les produits en croix sont égaux, donc les vecteurs sont colinéaires et ainsi les droites (AB) et (CD) sont parallèles. 2. Pour prouver l alignement de 3 points, il suffit de montrer que des vecteurs ne faisant intervenir que ces trois points sont colinéaires ( ) 3 5 EB donc ( ) 2 EB et ( ) 6 5 ED et donc ( ) 1 ED 2 0 2 1 0 1 On a donc EB = 2 ED et par conséquent les vecteurs sont colinéaires, donc les points E, B et D sont alignés. 7