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ExercicePremière, chapitre 3 — Géométrie cartésienne · Coordonnées, normes et distances

Exercice 8

Calcul

1. Calculer la norme de chacun des vecteurs suivants :

a) u⃗(3−4)\vec{u}\begin{pmatrix}3\\-4\end{pmatrix}

b) v⃗(−12)\vec{v}\begin{pmatrix}-1\\2\end{pmatrix}

c) w⃗(68)\vec{w}\begin{pmatrix}6\\8\end{pmatrix}

d) z⃗(−5−12)\vec{z}\begin{pmatrix}-5\\-12\end{pmatrix}

2. On donne les points A(1 ;2)A(1\,;2), B(5 ;5)B(5\,;5) et C(1 ;8)C(1\,;8). Calculer ABAB, BCBC et ACAC, puis préciser la nature du triangle ABCABC.

3. On donne les points D(0 ;0)D(0\,;0), E(4 ;2)E(4\,;2) et F(2 ;6)F(2\,;6). Calculer DEDE, EFEF et DFDF, puis, à l'aide de la réciproque du théorème de Pythagore, préciser la nature du triangle DEFDEF.

Corrigé

1. On applique ∥u⃗∥=x2+y2\|\vec{u}\|=\sqrt{x^{2}+y^{2}} :

a) ∥u⃗∥=32+(−4)2=25=5\|\vec{u}\|=\sqrt{3^{2}+(-4)^{2}}=\sqrt{25}=\boxed{5}

b) ∥v⃗∥=(−1)2+22=5\|\vec{v}\|=\sqrt{(-1)^{2}+2^{2}}=\boxed{\sqrt{5}}

c) ∥w⃗∥=36+64=100=10\|\vec{w}\|=\sqrt{36+64}=\sqrt{100}=\boxed{10}

d) ∥z⃗∥=25+144=169=13\|\vec{z}\|=\sqrt{25+144}=\sqrt{169}=\boxed{13}

Attention : les coordonnées sont élevées au carré, donc leur signe disparaît. Une norme est toujours positive.

2. AB→(43)\overrightarrow{AB}\begin{pmatrix}4\\3\end{pmatrix}, BC→(−43)\overrightarrow{BC}\begin{pmatrix}-4\\3\end{pmatrix} et AC→(06)\overrightarrow{AC}\begin{pmatrix}0\\6\end{pmatrix}, donc AB=16+9=5BC=16+9=5AC=0+36=6AB=\sqrt{16+9}=\boxed{5} \qquad BC=\sqrt{16+9}=\boxed{5} \qquad AC=\sqrt{0+36}=\boxed{6} On constate que AB=BCAB=BC, donc ABC est un triangle isoceˋle en B.\boxed{ABC \text{ est un triangle isocèle en } B.}

Ce n'est pas un triangle rectangle : AB2+BC2=25+25=50AB^{2}+BC^{2}=25+25=50, alors que AC2=36AC^{2}=36.

3. DE→(42)\overrightarrow{DE}\begin{pmatrix}4\\2\end{pmatrix}, EF→(−24)\overrightarrow{EF}\begin{pmatrix}-2\\4\end{pmatrix} et DF→(26)\overrightarrow{DF}\begin{pmatrix}2\\6\end{pmatrix}, donc DE=16+4=20EF=4+16=20DF=4+36=40DE=\sqrt{16+4}=\sqrt{20} \qquad EF=\sqrt{4+16}=\sqrt{20} \qquad DF=\sqrt{4+36}=\sqrt{40} D'une part DE=EF=25DE=EF=2\sqrt{5} : le triangle est isocèle en EE. D'autre part : DE2+EF2=20+20=40=DF2DE^{2}+EF^{2}=20+20=40=DF^{2} D'après la réciproque du théorème de Pythagore, le triangle est rectangle en EE : DEF est un triangle rectangle isoceˋle en E.\boxed{DEF \text{ est un triangle rectangle isocèle en } E.} On travaille sur les carrés des longueurs, ce qui évite de manipuler les racines.

Dans l'édifice

Thèmes

vecteurs, norme et distance

Notions

espace vectoriel

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