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Niveau maths spé
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Produit vectoriel défini par produit mixte

Posté par
Meldin
12-03-14 à 18:14

Bonjour,

Comme l'indique le titre je travaille sur un exercice concernant le produit vectoriel.
On se place dans un espace euclidien E de dimension 3, orienté.
En partant de :
z E, x,y deux vecteurs quelconques et (e) une b.o.n. directe (xy.z)=det(e)(x,y,z)
z E et (e1, e2, e3) une b.o.n., z=(z.ek)ek
il faut déterminer l'expression de chacune des coordonnées de xy

Merci d'avance pour toute aide apportée !

Posté par
Meldin
re : Produit vectoriel défini par produit mixte 12-03-14 à 18:16

N'ayant pas trouvé la fonction éditer je précise ici qu'il faut déterminer l'expression de chacune des coordonnées de xy à l'aide de déterminants.

Posté par
carpediem
re : Produit vectoriel défini par produit mixte 12-03-14 à 18:55

salut

je ne sais pas mais c'est du calcul algébrique ...

x = x_1i + x_2j + x_3k
 \\ 
 \\ y = y_1i + y_2j + y_3k
 \\ 
 \\ z = z_1i + z_2_j + z_3k

puis on calcule x^y puis (x^y).z

....

Posté par
DOMOREA
Produit vectoriel défini par produit mixte 12-03-14 à 19:02

bonjour,
Je ne vois pas où est le problème !
Connaissant  det (x,y,z) il suffit de l'écrire sous la forme z1A+z2B+z3C  en mettant z1 en facteur là où il est présent , idem pour z2 et z3  donc x^y=(A,B,C)

Posté par
Meldin
re : Produit vectoriel défini par produit mixte 12-03-14 à 19:26

Bonjour à vous 2 et merci pour votre attention

Ce que vous me proposez est évident en effet mais n'utilise pas les 2 points que j'ai mis dans l'OP et ne donne pas non plus les expressions des coordonnées à l'aide de déterminants à moins que je sois vraiment à côté de la plaque...

Cette question a pour but de revenir à la définition x^y = sin()xy avec le but de l'exercice étant de définir le produit vectoriel sans référence à l'angle et la norme. Cela me semble un peu facile de faire comme vous dites...

Posté par
Meldin
re : Produit vectoriel défini par produit mixte 12-03-14 à 19:32

C'était trop évident en fait, je cherchais bien trop loin... Merci quand même !

Auriez vous une idée pour vérifier que l'on retrouve la formule x^y = sin()xy ?

Posté par Profil amethystere : Produit vectoriel défini par produit mixte 12-03-14 à 19:56

Meldin

post 1/3

on peut effectivement avoir une formulation des composantes covariantes du produit vectoriel x\wedge y

en utilisant des determinants

et aussi pour le produit mixte

admettons que tes trois vecteurs x,y,z sont définies sur ta base canonique Id on notera les composantes contravariantes de ces trois vecteurs (et de plus on note  e_i la matrice dont les composantes définissent ta base e par rapport à la base canonique Id)

x^i=e_i^{-1}.x de même y^i=e_i^{-1}.y  de même z^i=e_i^{-1}.z

les indices en haut de ces composantes des vecteurs étants les indices contravariades de ceux ci sur la base e

par ailleurs on note la matrice réciproque de e selon

e^i=(e_i^t)^{-1}

le t signifiant la transposée

on determine les composantes covariantes des trois vecteurs x,y,z par des indices en bas

x_i=(e^i)^{-1}.x de même y_i=(e^i)^{-1}.y  de même z_i=(e^i)^{-1}.z

alors notons le vecteur w=x\wedge y on obtiens

les composantes covariante de w par la differences des determinants suivants

excuse moi c'est un peu long je reviens (c'est long à écrire)

Posté par Profil amethystere : Produit vectoriel défini par produit mixte 12-03-14 à 20:00

je suis occupé là mais je reviens sauf si toutefois un autre membre te donne la réponse avant

Posté par Profil amethystere : Produit vectoriel défini par produit mixte 12-03-14 à 20:44

bon je reviens car sinon je terminerai jamais

post 2/3

je note det le determinant

on se place dans l'E.V.E. E3 (car il existe des produits vectoriels qui fonctionnent dans un espace vectoriel fini supérieur à 3) mais pour votre fil ici on est dans E3

donc là ce sont les composantes covariantes de ce produit vectoriel (pour avoir les composantes contravariantes tu as vu le principe au premier post

(c'est long à ecrire excuse moi je fait ça en plusieurs post)

w_1=det \begin {pmatrix}x^2y^3 &x^3y^1&x^1y^2\\ e_{21} & e_{22} & e_{23} \\  e_{31}& e_{32} & e_{33}   \end {pmatrix}- det \begin {pmatrix}x^3y^2 &x^1y^3&x^2y^1\\ e_{21} & e_{22} & e_{23} \\  e_{31}& e_{32} & e_{33}   \end {pmatrix}

w_2=det \begin {pmatrix}e_{11} & e_{12} & e_{13}\\x^2y^3 &x^3y^1&x^1y^2 \\  e_{31}& e_{32} & e_{33}   \end {pmatrix}- det \begin {pmatrix}e_{11} & e_{12} & e_{13}\\ x^3y^2 &x^1y^3&x^2y^1 \\  e_{31}& e_{32} & e_{33}   \end {pmatrix}

w_3=det \begin {pmatrix}e_{11} & e_{12} & e_{13}\\ e_{21} & e_{22} & e_{23} \\   x^3y^2 &x^1y^3&x^2y^1   \end {pmatrix}- det \begin {pmatrix}e_{11} & e_{12} & e_{13}\\  e_{21} & e_{22} & e_{23}  \\   x^3y^2 &x^1y^3&x^2y^1   \end {pmatrix}

bon à tout à l'heure pour le dernier post

Posté par Profil amethystere : Produit vectoriel défini par produit mixte 12-03-14 à 21:09

désolé une erreur d'écriture sur la première matrice pour la derniere composante covariante

w_3=det \begin {pmatrix}e_{11}&e_{12}&e_{13}\\e_{21}&e_{22}&e_{23}\\x^2y^3&x^3y^1&x^1y^2 \end {pmatrix}- det ...

Posté par Profil amethystere : Produit vectoriel défini par produit mixte 12-03-14 à 21:40

et là on termine

post 3/3

on a obtenu le produit vectoriel w=x\wedge y par des différences de déterminants

en fait ici ce sont les composantes covariantes de ce produit vectoriel (tu determines les composantes contravariantes selon ce qui est dit au post 1/3

à présent on effectue le produit mixte w.z=(x\wedge y).z

ATTENTION : je me répète on parle d'indices en haut ou en bas (donc rien à voir avec un exposant)

en haut ce sont les indices contravariants des vecteurs   exprimés sur la base e et en bas ce sont les composantes covariantes  des vecteurs  exprimés sur la base e

w.z=(x\wedge y).z=w_1z^1+w_2z^2+w_3z^3=w^1z_1+w^2z_2+w^3.z_3

bonne nuit Camarade

Posté par
Meldin
re : Produit vectoriel défini par produit mixte 13-03-14 à 14:03

Eh bien merci beaucoup amethyste pour cette démonstration, c'est très sympa de ta part de faire quelque chose d'aussi poussé !

Bonne continuation et encore merci !



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