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ExerciceSeconde, chapitre 10 — Vecteurs · Exercices de synthèse

Exercice 29

CalculModélisation

Un randonneur part d'un point AA. Il marche d'abord 44 km vers l'est, ce que l'on modélise par le vecteur u⃗(40)\vec{u}\begin{pmatrix} 4 \\ 0 \end{pmatrix}, puis 33 km vers le nord, modélisé par v⃗(03)\vec{v}\begin{pmatrix} 0 \\ 3 \end{pmatrix}. L'unité est le kilomètre, et le repère est orthonormé.

1. Déterminer les coordonnées du vecteur u⃗+v⃗\vec{u}+\vec{v}. Interpréter.

2. Calculer ∥u⃗+v⃗∥\left\|\vec{u}+\vec{v}\right\|. Que représente ce nombre ?

3. Le randonneur effectue ensuite un troisième déplacement, modélisé par w⃗(−12)\vec{w}\begin{pmatrix} -1 \\ 2 \end{pmatrix}. Déterminer le vecteur du déplacement total, puis la distance à vol d'oiseau entre le départ et l'arrivée.

4. En prenant AA pour origine du repère, donner les coordonnées du point d'arrivée.

5. Quel vecteur devrait-il suivre pour rentrer directement au point de départ ?

Corrigé

1. Le déplacement total est la somme des deux déplacements : u⃗+v⃗(4+00+3)=(43)\vec{u}+\vec{v}\begin{pmatrix} 4+0 \\ 0+3 \end{pmatrix} =\boxed{\begin{pmatrix} 4 \\ 3 \end{pmatrix}}

Le randonneur s’est deˊplaceˊ de 4 km vers l’est et 3 km vers le nord\boxed{\text{Le randonneur s'est déplacé de } 4 \text{ km vers l'est et } 3 \text{ km vers le nord}}

2. ∥u⃗+v⃗∥=42+32=25=5\left\|\vec{u}+\vec{v}\right\|=\sqrt{4^{2}+3^{2}}=\sqrt{25}=\boxed{5}

C’est la distance aˋ vol d’oiseau entre le deˊpart et l’eˊtape, soit 5 km\boxed{\text{C'est la distance à vol d'oiseau entre le départ et l'étape, soit } 5 \text{ km}} Il a marché 4+3=74+3=7 km, mais ne se trouve qu'à 55 km de son point de départ.

3. u⃗+v⃗+w⃗(4−13+2)=(35)\vec{u}+\vec{v}+\vec{w}\begin{pmatrix} 4-1 \\ 3+2 \end{pmatrix} =\boxed{\begin{pmatrix} 3 \\ 5 \end{pmatrix}}

∥u⃗+v⃗+w⃗∥=9+25=34≈5,83 km\left\|\vec{u}+\vec{v}+\vec{w}\right\|=\sqrt{9+25}=\sqrt{34} \approx\boxed{5{,}83 \text{ km}}

4. Le point d'arrivée est l'image de AA par la translation de vecteur u⃗+v⃗+w⃗\vec{u}+\vec{v}+\vec{w}. Comme AA est l'origine : Le point d’arriveˊe a pour coordonneˊes (3 ;5)\boxed{\text{Le point d'arrivée a pour coordonnées } (3\,;5)}

5. Pour revenir en AA, il faut effectuer le déplacement opposé : −(u⃗+v⃗+w⃗)(−3−5)\boxed{-\left(\vec{u}+\vec{v}+\vec{w}\right) \begin{pmatrix} -3 \\ -5 \end{pmatrix}} soit 33 km vers l'ouest et 55 km vers le sud, pour une distance totale de 34≈5,83\sqrt{34}\approx 5{,}83 km.

Dans l'édifice

Thèmes

coordonnées d.un vecteur, vecteurs

Notions

espace vectoriel

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