Mathématiques du secondaire qualifiant

Produit scalaire et ses applications (1)

Exercice 1 tp

Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i;j). On considère dans ℙ les points A(3;1) ; B(1;3) et C(1;1).
1) Calculer cos(AB ; AC)
et sin(AB ; AC).
2) Déduire une mesure de l'angle
(AB ; AC).

Correction

1) On a AB(-2;2) et AC(-2;0)
donc AB.AC=4 et det(AB;AC)=-4
et on a AB=√(4+4)=2√2 et AC=2 donc

cosx = u.v = 4
||u ||×||v|| 2√(2)×2
ainsi cosx = √(2)
2

On a

sinx = det(u;v) = 4
||u ||×||v|| 2√(2)×2
donc sinx = √(2)
2
ainsi (AB;AC) π [2π]
4
Exercice 2 tp

Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i;j). On considère deux vecteurs u=2i+j et v=5i-4j.
Déterminer cos(u;v) et sin(u;v).

Exercice 3 tp

Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i;j).
Déterminer un vecteur normal à une droite (D) de vecteur directeur u(2;3).

Correction

Rappel u(a;b) est un vecteur directeur de (D) équivaut à n(-b;a) est un vecteur normal à (D).
u(2;3) est un vecteur directeur de (D) donc n(-3;2) est un vecteur normal à (D).

Exercice 4 tp

Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i;j). On considère dans ℙdeux droites (D): 3x+y-3=0
et (D'): 4x-12y+1=0.
Montrer que (D)⊥(D').

Correction

n(3;1) est un vecteur directeur de (D)
et n'(4;-12) est un vecteur normal à (D').
donc n.n'=3×4 + 1×(-12)=12-12=0
et cela signifie que (D)⊥(D').

Exercice 5 tp

Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i;j).
Déterminer une équation cartésienne d'un cercle (C) de centre Ω(2;-1) et de rayon 3.

Correction

M(x;y)∈C ⇔ ΩM =3 ⇔ (x-2)²+(y+1)²=9
⇔ x²+y²-4x+2y+1=0
donc x²+y²-4x+2y+1=0 est une équation du cercle (C).