Mathématiques du secondaire qualifiant

Le produit scalaire (2)

1.1.3 Norme d'un vecteur

Soit u→ un vecteur tel que u→=AB→.
La distance AB est appelée norme du vecteur u→ et est noté ||u→||.
et de plus ||u→||=AB=√(u→.u→).

Notons que la norme d'un vecteur est un nombre positif.

1.2 Expression trigonométrique

1.2.1 Propriété

Soient u→ et v→ deux vecteurs.
u→.v→=||u→||×||v→||cos(u→;u→).

Exercice 1 tp

Soient u→ et v→ deux vecteurs.
Si ||u→||=√3 ;||v→||=4 et u→.v→=2√3.
Déterminer une mesure de l'angle (u→;v→).

Exercice 2 tp

Soient u→ et v→ deux vecteurs.
Si ||u→||=3 , ||v→||=4

et (u→;u→) = -π
3

Calculer u→.v→.

1.2.2 Orthogonalité de deux vecteurs

Soient u→ et v→ deux vecteurs.
u→⊥v→ équivaut à

(u→;v→) = π +kπ tel que (k∈ℤ)
2
cos( π +kπ) = 0
2

alors
u→⊥v→ équivaut à u→.v→=0.

Propriété
Deux vecteurs u→ et v→ sont orthogonaux si et seulement si u→.v→=0.

Notons que le vecteur nul est orthogonal à tout vecteur du plan
O→.u→=0.

1.4- Opérations sur le produit scalaire

1.4.1 Propriété et définition

Soient u→ ; v→ et w→ trois vecteurs et t un réel non nul.
1) La symétrie ou commutativité
u→.v→ = v→.u→.

2) Bilinéarité

{ u→.(v→+w→) = u→.v→+u→.w→
u→.(tv→) = t(u→.v→)
1.4.2 Résultats

1) (u→+v→)²=u²→+v²→+2u→.v→.
2) (u→-v→)²=u²→+v²→-2u→.v→.
3) (u→-v→).(u→+v→)=u²→-v²→.
4) ||u→+v→||²+||u→-v→||² = 4 u→.v→.
5) (AB→ - AC→)²=AB²- 2AB.AC +AC²
donc

AB→.AC→ = 1 (AB²+AC²-BC²)
2