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ExercicePremière, chapitre 7 — Produit scalaire · Approche analytique

Exercice 9

Calcul

Le plan est muni d'un repère orthonormé. Calculer u⃗⋅v⃗\vec{u}\cdot\vec{v} dans chacun des cas suivants.

a) u⃗(25)\vec{u}\begin{pmatrix} 2 \\ 5 \end{pmatrix} et v⃗(3−1)\vec{v}\begin{pmatrix} 3 \\ -1 \end{pmatrix}

b) u⃗(−43)\vec{u}\begin{pmatrix} -4 \\ 3 \end{pmatrix} et v⃗(26)\vec{v}\begin{pmatrix} 2 \\ 6 \end{pmatrix}

c) u⃗(70)\vec{u}\begin{pmatrix} 7 \\ 0 \end{pmatrix} et v⃗(0−3)\vec{v}\begin{pmatrix} 0 \\ -3 \end{pmatrix}

d) u⃗(−2−5)\vec{u}\begin{pmatrix} -2 \\ -5 \end{pmatrix} et v⃗(−31)\vec{v}\begin{pmatrix} -3 \\ 1 \end{pmatrix}

e) u⃗(124)\vec{u}\begin{pmatrix} \frac{1}{2} \\[1mm] 4 \end{pmatrix} et v⃗(6−14)\vec{v}\begin{pmatrix} 6 \\[1mm] -\frac{1}{4} \end{pmatrix}

f) u⃗(23)\vec{u}\begin{pmatrix} \sqrt{2} \\ \sqrt{3} \end{pmatrix} et v⃗(8−27)\vec{v}\begin{pmatrix} \sqrt{8} \\ -\sqrt{27} \end{pmatrix}

Calculer enfin ∥u⃗∥\|\vec{u}\| et ∥v⃗∥\|\vec{v}\| dans le cas a).

Corrigé

On applique la proposition 5 : u⃗⋅v⃗=xx′+yy′\vec{u}\cdot\vec{v}=xx'+yy', valable car le repère est orthonormé.

a) 2×3+5×(−1)=6−5=12\times 3+5\times(-1)=6-5=\boxed{1}

b) −4×2+3×6=−8+18=10-4\times 2+3\times 6=-8+18=\boxed{10}

c) 7×0+0×(−3)=07\times 0+0\times(-3)=\boxed{0}

d) (−2)×(−3)+(−5)×1=6−5=1(-2)\times(-3)+(-5)\times 1=6-5=\boxed{1}

e) 12×6+4×(−14)=3−1=2\dfrac{1}{2}\times 6+4\times\left(-\dfrac{1}{4}\right)=3-1=\boxed{2}

f) 2×8−3×27=16−81=4−9=−5\sqrt{2}\times\sqrt{8}-\sqrt{3}\times\sqrt{27}=\sqrt{16}-\sqrt{81}=4-9=\boxed{-5}

En c), les deux vecteurs sont orthogonaux : l'un est horizontal, l'autre vertical. Enfin : ∥u⃗∥=22+52=29≈5,39;∥v⃗∥=32+(−1)2=10≈3,16\|\vec{u}\|=\sqrt{2^{2}+5^{2}}=\boxed{\sqrt{29}\approx 5{,}39} \qquad ; \qquad \|\vec{v}\|=\sqrt{3^{2}+(-1)^{2}}=\boxed{\sqrt{10}\approx 3{,}16}

Dans l'édifice

Thèmes

produit scalaire, norme, expression analytique

Notions

norme, produit scalaire

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