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Niveau terminale
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Barycentre et produit scalaire

Posté par
Chekito
28-10-23 à 19:16

Bonsoir je sais pas trop comment utilisé les scalaires étant donné que ils ne sont pas reliés
J'ai essayé de faire AC.BI => AC.1/2AB CE QUI ME donne 24 mais je ne sait pas si c'est le bon procédé

Barycentre et produit scalaire

Posté par
hdci
re : Barycentre et produit scalaire 28-10-23 à 19:34

Bonjour,
Le produit scalaire \vec{AC}.\vec{BI} n'est pas égal à 24... Et pour cause il n'est pas égal à \vec{AC}.\frac{1}{2}\vec{AB} ; pourquoi ?

Question préalable : tu es en Tle spécialité maths ou en Tle techno (STI2D / STL) ?

Concernant le produit scalaire : quels sont les différents procédés que tu connais pour calculer les produits scalaires ? (la formule de base ? la formule avec coordonnées ? les projections orthogonales ?)

Posté par
Chekito
re : Barycentre et produit scalaire 28-10-23 à 19:55

Je me suis trompé AC.BI=AC.(-1/2)AB et je trouve plutôt 12
Les méthodes dont je me souviens sont soit
U.V =|u|.|v|.cos(u.v)
Ou
U.V = 1/2(U^2+V^2-|u-v|^2

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 28-10-23 à 19:56

salut

il faut recopier l'énoncé (pour le référencement du sujet) ... lire la FAQ

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 28-10-23 à 19:57

et la relation de Chasles donne immédiatement la réponse

Posté par
Chekito
re : Barycentre et produit scalaire 28-10-23 à 19:57

Et je suis en Tle spé maths

Posté par
Chekito
re : Barycentre et produit scalaire 28-10-23 à 20:00

Énoncé :
Dans le figure ci-contre ABCD est un de carré de côté 4 cm inscrit dans un cercle de centre O I et J sont les milieux respectifs des segments

[AB] et [IC] et P le symétrique de O par rapport 1. La droite (PC) recoupe le cercle au point R.

1. a) Calculer overleftrightarrow AC . et Pl . overline JC

b) Calculer overleftrightarrow OP * hat OC et overline P dot A * overline P dot C

c) Montrer que P dot R * P dot C = 8

2. a) Montrer que pour tout point M du plan Oaa / M * A ^ 2 + M * B ^ 2 = 2M * l ^ 2 + 8

b) En 2M * C ^ 2 + M * A ^ 2 + M * B ^ 2 = 4M * J ^ 2 + 28 c)

Determiner E_{1} l'ensemble des points M du plan tel que: 2M * C ^ 2 + M * A ^ 2 + M * B ^ 2 = 32

3. a) Montrer que pour tout point M du plan: 2M * C ^ 2 - M * A ^ 2 - M * B ^ 2 = 4MJK - 8

b) Determiner E_{2} l'ensemble des points M du plan tels que 2M * C ^ 2 - M * A ^ 2 - M * B ^ 2 = 32

Posté par
Chekito
re : Barycentre et produit scalaire 28-10-23 à 20:01

carpediem
Je comprends pas

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 28-10-23 à 20:04

\vec {AC}= \vec {AB} + \vec {BC}

Posté par
Chekito
re : Barycentre et produit scalaire 28-10-23 à 20:13

Mais pour les calculs ça facilite pascarpediem

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 28-10-23 à 20:16

ben avec tous les vecteurs orthogonaux et/ou colinéaires la question 1a/ se traite en deux lignes vu la définition de I et J

Posté par
hdci
re : Barycentre et produit scalaire 28-10-23 à 21:07

Pour le produit scalaire \vec{AC}.\vec{BI} : soit tu peux comme l'indique Carpediem utiliser Chasles, soit tu peux utiliser la projection orthogonale pour manipuler des vecteurs colinéaires : mais il faut bien choisir...

Ici avec la projection orthogonale : le projeté orthogonal de C sur la droite (BI) est B. Il en résulte que
\vec{AC}.\vec{BI}=\vec{AB}.\vec{BI}

Les deux vecteurs sont colinéaires, le produit scalaire est égal, au signe près, au produit de leur norme ("longueur" des segments), le signe étant positif si les vecteurs sont dans le même sens, et négatif (parce que \cos(\pi)) sinon.

Donc ici...

Avec la relation de Chasles, on trouve exactement le même résultat bien sûr, puisque le produit scalaire de deux vecteurs orthogonaux est... ? ... Et parce que les vecteurs ??? et ??? sont orthogonaux...

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 29-10-23 à 08:53

la projection orthogonale est la conséquence du travail avec la relation de Chasles, il est donc préférable d'apprendre à s'en servir plutôt que de "balancer" un résultat dont on ne sait d'où il sort

Posté par
hdci
re : Barycentre et produit scalaire 29-10-23 à 09:40

@carpediem
C'est vrai, mais c'est un résultat direct du programme de 1ère, donc un résultat applicable en l'état. La démonstration repose évidemment sur Chasles.

De la même façon, la formule d'une identité remarquable est applicable en l'état, sans avoir à appliquer la distributivité, même si c'est la distributivité qui prouve ladite formule.

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 29-10-23 à 10:53

certes mais l'addition et la multiplication sont apprises en primaire donc au lycée on peut se permettre d'utiliser ces identités remarquables car on sait additionner et multiplier

les vecteurs sont maintenant appris au lycée et je vois des élèves de terminale ne pas savoir et  utiliser la relation de Chasles et les propriétés du produit scalaire parce qu'ils utilisent des réponses toutes faites qui shuntent ces apprentissages ...

ici :

AC.BI = (AB + BC).BI = -(1/2)AB^2 + 0

et c'est fini !! (en justifiant un peu tout de même, ce qui me permet d'apprendre et retenir les propriétés du produit scalaire)

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 29-10-23 à 10:54

et le but n'est pas de donner une réponse mais de donner une réponse pour apprendre

Posté par
Chekito
re : Barycentre et produit scalaire 29-10-23 à 16:43

carpediemmerci j'ai compris maintenant

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 29-10-23 à 17:07

de rien

Posté par
Chekito
re : Barycentre et produit scalaire 29-10-23 à 20:51

La question 3 pas produit scalaire ça passe pas😅

Posté par
Chekito
re : Barycentre et produit scalaire 29-10-23 à 20:51

La question 1-c plutôt

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 30-10-23 à 10:00

effectivement 1a et 1b : tout peut se faire à l'aide de la relation de chasles

pour 1c/ je ne vois pas pour l'instant ...

Posté par
Pirho
re : Barycentre et produit scalaire 30-10-23 à 12:30

Bonjour à tous,

je ne fais que passer!

carpediem @ 30-10-2023 à 10:00


pour 1c/ je ne vois pas pour l'instant ...

peut-être utiliser la puissance d'un point par rapport à un cercle(si c'est vu en cours?)

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 30-10-23 à 12:41

salut Pirho : c'est tout de suite ce à quoi j'ai pensé ... mais en terminale ?

mais toutes les idées sont les bienvenues !!

j'avais aussi envie de considérer :

ajouter le milieu de [CD] (pour calculer PC)
montrer que les angles BRC et BAC sont égaux (mais cela sert-il ?)

Posté par
lake
re : Barycentre et produit scalaire 30-10-23 à 13:36

Bonjour,

Pour 1)c),  penser à la puissance d'un point par rapport à un cercle est une bonne idée : on peut reprendre la démonstration sans parler de puissance en utilisant uniquement le produit scalaire :

 \overrightarrow{PR}.\overrightarrow{PC}=\overrightarrow{PA}.\overrightarrow{PC} (avec les projections de vecteurs).

\overrightarrow{PR}.\overrightarrow{PC}=(\overrightarrow{PO}-\overrightarrow{OC}).(\overrightarrow{PO}+\overrightarrow{OC})=PO^2-OC^2

Posté par
hdci
re : Barycentre et produit scalaire 30-10-23 à 14:27

Une idée à creuser ?
On se place dans le repère orthonormé centré en O, avec A(-2;2) et B(2;2).
On détermine l'équation de la droite (PC) (niveau première donc réalisable en Terminale)
On détermine l'équation du cercle (niveau première également).
L'intersection consiste à résoudre deux équations à deux inconnues (les coordonnées de R), ce qui revient à une équation du  second degré (donc niveau 1ère) dont une solution est l'abscisse de C, l'autre est nécessairement celle de R

Il est alors aisé de voir que \vec{PC}=5\vec{PR} et le reste en découle.

Posté par
hdci
re : Barycentre et produit scalaire 30-10-23 à 14:32

Ah, pas vu la suggestion de lake, j'étais en tain de plancher sur mon idée...

Bien vu, l'angle droit en R pour ARC !

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 30-10-23 à 14:47

merci lake

pour la première égalité ok puisque le triangle ARC est rectangle en R

par contre je ne vois pas comment tu obtiens la seconde

PR.PC = (PO + OR).(PO + OC) = PO^2 + PO(OR + OC) + OR.OC = ...

Posté par
lake
re : Barycentre et produit scalaire 30-10-23 à 14:52

Bonjour carpediem,
Tu ne te serais pas mélangé les crayons ?

 \overrightarrow{PR}.\overrightarrow{PC}=\overrightarrow{PA}.\overrightarrow{PC}=(\overrightarrow{PO}+\overrightarrow{OA}).(\overrightarrow{PO}+\overrightarrow{OC})=(\overrightarrow{PO}-\overrightarrow{OC}).(\overrightarrow{PO}+\overrightarrow{OC})=PO^2-OC^2

Non ?

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 30-10-23 à 15:04

ben tout bêtement !!

trop obnubilé à vouloir passer par  O !! (sans passer par A)

merci

Posté par
lake
re : Barycentre et produit scalaire 30-10-23 à 15:05

J'ai eu le tort de ne pas tout écrire en ligne comme je l'ai fait en dernier

Posté par
carpediem
re : Barycentre et produit scalaire 30-10-23 à 17:13

non tu as eu raison : ça oblige à réfléchir dans un premier temps ... quitte à demander un détail si nécessaire ensuite et il n'y a aucune honte à cela : chercher dans un premier temps, demander ensuite !!



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