Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau première
Partager :

DST mathématiques scalaire

Posté par
slein
13-01-15 à 12:43

bonjour, je suis en train de réaliser un exercice sur le produit scalaire.
L'énoncé:

ABCD est un carré de coté a. I est le milieu du segment AD
On veut démontrer que la mesure de de l'angle ACI est indépendante de a.

La figure ressemble a un carré de base AB, avec D en haut à gauche, C sur l'arrête en haut à droite, et A et B en bas.

1)
Calculer CI et CA en fonction de a
2)
en deduire que CI scalaire CA =( a^2   10 ) /2 cos
3)
exprimer CI ( vecteur ) en fonction de CD (vecteur) et CB.
4)
En déduire que: CI scalaire CA = 3/2 a^2
5)
calculer cos


pour la 1 j'ai trouvé
CI= (DC^2 + DI^2 )
et et CA =(DC^2 + DA^2 )  
j'ai réussis la 1) b ainsi que 2) a
2)a ->   CI= CD+1/2CB
mais pour en déduire la 2) b
si quelqu'un veut bien m'aider

merci bonne journée

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 13-01-15 à 13:28

Bonjour,

1) On te demande de calculer AC et IC en fonction de a !!
Il faut songer à remplacer DC, DA et DI par leurs valeurs...

CA=a\sqrt{2} (diagonale du carré ABCD) dans un 1er temps.

Posté par
valparaiso
re : DST mathématiques scalaire 13-01-15 à 13:59

bonjour
pour CI travaille dans IDC avec DI=a/2

Posté par
slein
re : DST mathématiques scalaire 13-01-15 à 15:21

Mais j'ai  déjà  trouver les réponses cest le reste que jarrive pas ^-^

CI =  racine 5 a sur 2
Ca = racine de 2 a

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 13-01-15 à 15:54

Très bien.
Passons à la question 2 :

2) D'après le cours, on sait que : CI.CA = CI*CA*cos() avec l'angle ACI.
En remplaçant CI et CA par leurs valeurs, tu obtiens le résultat recherché.

3) Très bien : CI = CD + 1/2 CB.

4) On a : CI.CA = (CD + 1/2 CB).(CD+DA) par Chasles. Développes le produit scalaire et tu devrais aboutir au résultat recherché.

5) Tu peux le déduire des questions 2) et 4).

Posté par
slein1998
re : DST mathématiques scalaire 13-01-15 à 18:34

pourquoi développer CA?

Posté par
slein1998
re : DST mathématiques scalaire 13-01-15 à 18:41

CD . CA + 1/2 CB . CA
a^2+2a^2-a^2+1/4a^2+2a^2-a^2   =   13a^2/4

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 13-01-15 à 18:48

Non !! Ce que tu écris est faux !!! En plus, tu n'aboutis même pas au résultat recherché qui est 3/2 a²...
Tu ne connais pas le produit scalaire CD.CA ni celui de CB.CA !!

Regardes mon précédent post :

CI.CA = (CD + 1/2 CB).(CD+DA) = CD.CD + CD.DA + 1/2 CB.CD + 1/2 CB.DA = CD² + CD.DA + 1/2 CB.CD + 1/2 CB.DA.
Ensuite, je te laisse réfléchir un peu.

Posté par
slein1998
re : DST mathématiques scalaire 13-01-15 à 19:28

CD.CA ça donne ||CD||^2+||CA||^2-||CD-CA||^2 non?

Posté par
slein
re : DST mathématiques scalaire 14-01-15 à 15:32

Alors ?

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 14-01-15 à 16:16

Réfléchis un peu, que peuvent bien valoir les produits scalaires CD.DA et CB.CD dans un 1er temps ? (Je te rappelle que ABCD est un carré...)

Posté par
slein
re : DST mathématiques scalaire 14-01-15 à 20:17

Ma question porte sur ce que j'ai  écrit  :') je ne doute pas que ce que tu as écrit soit vrais mais jessaye de comprendre  où  j'ai  faux

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 15-01-15 à 11:48

Concernant ce que tu as écrit, tu as fait une erreur. C'est :

\vec{CD}.\vec{CA} =\frac{1}{2}(||\vec{CD}+\vec{CA}||²-||\vec{CD}||²-||\vec{CA}||²).

Mais tu seras embêté par le calcul de \vec{CD}+\vec{CA}.
Du coup, partir sur ta piste n'est pas très judicieux.

Donc je reviens à ce que j'ai écrit plus haut :
CD² + CD.DA + 1/2 CB.CD + 1/2 CB.DA.

1) Que peux-tu dire des produits scalaires \vec{CD}.\vec{DA} et \vec{CB}.\vec{CD} ?
2) Quelle est la relation entre le vecteur \vec{CB} et le vecteur \vec{DA} ?

Si tu connais la réponse aux 2 questions, le résultat que tu recherches est alors très rapide.

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 15-01-15 à 12:36

Je te rappelle aussi, comme je l'ai dit plus haut que ABCD est un carré.

Posté par
slein
re : DST mathématiques scalaire 15-01-15 à 12:47

A partir de ce que t'as  ecris c'est  simple  car les produits  sont egaux à  0. Mais il y a une definition du produit scalaire
Vecteuru.vecteurv =  u^2 + v^2 - (vecteyr u - vexteur v )^2

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 15-01-15 à 13:07

Oui, ce que tu dis est vrai. Par contre, il manque un facteur 1/2 devant ton expression.
C'est :

u.v=\frac{1}{2}(||u||²+||v||²-||u-v||²).

Mais comme je l'ai dit plus haut dans mon post, comment tu vas t'y prendre pour calculer \vec{CD}-\vec{CA} ? (post que tu as écrit hier à 19h28).

Si tu reprends mon raisonnement :
CI.CA = (CD + 1/2 CB).(CD.DA) = CD² + CD.DA + 1/2 CB.CD + 1/2 CB.DA.

Or CD.DA = 0 car les vecteurs CD et DA sont orthogonaux !! (ABCD est un carré)
De même, CB.CD = 0 pour les mêmes raisons.

De plus, CB = DA (car ABCD est un carré)

Ainsi : CI.CA = CD² + 1/2 CB.CB = CD² + 1/2 CB² = ... et c'est terminé tu as le résultat que tu souhaites.

Posté par
slein
re : DST mathématiques scalaire 15-01-15 à 13:09

CD-CA =  AD non?

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 15-01-15 à 13:29

Ah je vois où tu veux en venir...

Oui, CD-CA = AD.

Donc en reprenant ce que tu as dit hier (post 18h41)
CI.CA = CD . CA + 1/2 CB . CA

Puis tu calcules séparément CD.CA = 1/2 (CD²+CA²-(CD-CA)²) = 1/2 (a²+(a2)²-a²)=a².
et de même montrer que CB.CA = a². D'où le résultat final.

Mais faire ceci est nettement plus long et tu as beaucoup plus de risques de commettre des erreurs de calcul comme tu as fait. (hier au post 18h41)

J'ai développé CA = CD+DA car ensuite mes calculs se simplifient grandement avec la propriété des vecteurs orthogonaux dans un carré !!
Et aussi que la méthode que j'utilise est plus rapide.

Posté par
valparaiso
re : DST mathématiques scalaire 12-02-15 à 14:52

Bonjour
fenamat84 : quand tu écris CI.CA= CD² + 1/2 CB.CB = CD² + 1/2 CB²
il s'agit de \vec{CI}.\vec{CA}=\vec{CD}^{2}+\frac{1}{2}\vec{CB}^{2}?
je ne suis pas très au clair avec le produit scalaire
merci

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 12-02-15 à 15:46

@valparaiso :

Citation :
il s'agit de \vec{CI}.\vec{CA}=\vec{CD}^{2}+\frac{1}{2}\vec{CB}^{2}
.

Attention, tes notations sont fausses !! Pour être rigoureux il faut l'écrire sous forme de norme :

\vec{CI}.\vec{CA}=||\vec{CD}||^{2}+\frac{1}{2}||\vec{CB}||^{2}

Mais plus généralement on omet les doubles barres verticaux de chaque côté du vecteur, et on écrit tout simplement :

CD=||\vec{CD}||

Posté par
valparaiso
re : DST mathématiques scalaire 12-02-15 à 15:55

OK merci
du coup on a cos= \frac{3}{\sqrt{10}}?

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 12-02-15 à 16:07

En déduisant des questions 2 et 4, oui on trouve :

cos \theta=\frac{3}{\sqrt{10}}=\frac{3\sqrt{10}}{10} \approx 0.95.

Donc on a bien démontré que l'angle était bien indépendant de la valeur a.

Posté par
valparaiso
re : DST mathématiques scalaire 12-02-15 à 16:09

dac merci

Posté par
valparaiso
re : DST mathématiques scalaire 12-02-15 à 16:36

mais tout n'est pas clair pour moi :
\vec{CI}.\vec{CA}=CI.CA cos(CI,CA)

ensuite on a décomposé CI et CA en une somme de vecteurs et le cos n'apparait plus dans l'écriture du produit scalaire
peux tu m'expliquer?

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 12-02-15 à 17:11

Pour répondre à la question 4, l'idée est d'utiliser la question 3 et de regarder le résultat :

\vec{CI}.\vec{CA}=(\vec{CD}+\frac{1}{2}\vec{CB}).\vec{CA}= (d'après question 3)
Or d'après la relation de Chasles, \vec{CD}+\vec{CA}. Ainsi :

\vec{CI}.\vec{CA}=(\vec{CD}+\frac{1}{2}\vec{CB}).(\vec{CD}+\vec{DA})=
On développe :

=\vec{CD}.\vec{CD}+\vec{CD}.\vec{DA}+\frac{1}{2}\vec{CB}.\vec{CD}+\frac{1}{2}\vec{CB}.\vec{DA}

Or \vec{CD}.\vec{DA}=0 et \vec{CB}.\vec{CD}=0 car ABCD est un carré.
De plus, \vec{DA}=\vec{CB} pour les mêmes raisons.

Ainsi : =\vec{CD}.\vec{CD}+\frac{1}{2}\vec{CB}.\vec{CB}. Ce qui conduit au résultat énoncé à mon post de 15h46.

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 12-02-15 à 17:13

Citation :
Or d'après la relation de Chasles, \vec{CD}+\vec{CA}. Ainsi :


Pardon je voulais dire : \vec{CA}=\vec{CD}+\vec{DA}.

Posté par
valparaiso
re : DST mathématiques scalaire 12-02-15 à 20:19

OK merci pour tous ces calculs détaillés.
Mais à la dernière étape (que tu n'as pas écrite), comment passes tu du produit scalaire aux normes, aux longueurs?

Posté par
fenamat84
re : DST mathématiques scalaire 12-02-15 à 21:14

On a la propriété : \vec{CD}.\vec{CD}=||\vec{CD}||²=CD²

Ainsi = CD² + 1/2 CB² = a² + 1/2 a² = 3/2 a². CQFD.

Posté par
valparaiso
re : DST mathématiques scalaire 13-02-15 à 08:48

Ok merci.
Je rajoute cette propriété dans mon formulaire de cours.
Pas facile ce produit scalaire!



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !