Introduction des vecteurs
Définition :
Soit deux points et . On définit l’objet mathématique appelé vecteur.
Remarque :
La notation d’un vecteur utilise le point d’origine et le point à l’extrémité du vecteur, le tout surmonté d’une flèche. C’est le cas de « « .
Cependant on peut également utiliser une appellation différente sans prendre en compte les points d’origine et d’arrivée du vecteur mais juste y associer une autre lettre, tel que le vecteur pour désigner le vecteur .
Un vecteur est définit par trois composantes :
- Sa direction : celle de la droite qui porte le vecteur. Dans notre exemple il s’agit de la droite .
- Son sens : dépend de l’orientation de la flèche. Ici le sens est de vers .
- Sa longueur ou norme : la norme est la longueur du segment noté .
Exemple :
Les vecteurs et ont même direction, même longueur mais des sens opposés.
Définition :
Un vecteur nul est un vecteur tel que sa norme est nulle. Son point d’origine est confondu avec le point d’arrivé. Ainsi quelque soit le point , on a .
Remarque :
Le vecteur nul n’a ni direction, ni sens.
Définition :
Soit le vecteur . On note le vecteur opposé et on a .
Remarque :
Un vecteur opposé du vecteur a même direction et même norme que le vecteur mais est de sens opposé.
Exemple :
Le vecteur est opposé au vecteur .
Définition :
La translation du vecteur est la transformation du plan qui à tout point du plan associe l’unique point tel que .
Propriété :
Soit le quadrilatère . Si est le symétrique de par la translation du vecteur alors est un parallélogramme.
Propriété (bis) :
Soit le quadrilatère . Si est égal à alors est un parallélogramme.
Somme de vecteurs
Définition de la relation de Chasles :
Soient trois points , et du plan, on a .
Remarque :
Attention ce n’est pas vraie pour les distances : .
Produit d’un vecteur par un nombre réel
Soit un vecteur et un réel .
On définit le vecteur tel que :
- et ont même direction.
- et ont le même sens si ou des sens opposés si .
- La norme de , vaut .
Propriétés :
Soit et des réels et et deux vecteurs.
On a les égalités suivantes :
Exemple :