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Niveau seconde
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Coordonnées de vecteur

Posté par
Yahiko
08-04-23 à 14:06

Bonjour,
J'ai besoin d'avoir de l'aide concernant un exercice sur les coordonnées de vecteur.

Énoncer :  ABC un triangle quelconque A' milieu de [BC], B' milieu de [AC] et C' milieu de [AB].
G est le point d'intersection des médianes (AA'), (BB') et (CC').
G correspond au le centre de gravité de ABC.
D est le symétrique de G par rapport à A' .

Partie A :
1)Fait un schéma
2)Donne la nature de GBDC et déduit la relation entre les vecteurs GB et CD
3)Déduit les droites GC' et BD et déduit que G est le milieu [AD]
4)Déduit une relation entre les vecteurs GA et DG .
5)Démontrer alors l'égalité fondamentale : GA + GB + GC = 0

Partie B :
On se place dans le repère (A;AB;AC)
6)Determiner les coordonnées des points A, B et C.
7) A l'aide du résultat de la question 5 de la partie A , déterminer les coordonnées de G.
8)Calculer les coordonnées de A' .
9)Calculer les coordonnées des vecteurs AG et AA' .
10)Montrer alors que : AG = 2/3 AA'

Voici ce que j'ai fais pour l'instant :
2)la nature du quadrilatère est un parallélogramme. J'en déduit que GB // CD.
3) GC'// BD et ont des sens opposés ?

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 15:04

Bonjour

Vous donnez une relation entre des droites bien que ce ne soit pas l'écriture d'une droite (AB) est l'écriture de la droite (AB).
On vous demande une relation vectorielle.

Joindre la figure

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 15:15

Les vecteurs GB et CD sont égaux

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 15:20

\vec{GB}=\vec{CD} oui

Pourquoi GBDC est-il un parallélogramme ?

Coordonnées de vecteur

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 15:39

Il s'agit d'un parallélogramme car les côtés sont égaux 2 à 2 et les diagonales sont de même longueur et se coupent en leur milieu .

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 15:45

Les côtés égaux deux à deux ne sont pas prouvés
En revanche, les diagonales se coupent en leur milieu, cela est prouvé

A' milieu de [BC]  A' milieu de [GD]  par définition d'une symétrie centrale. Elles ne sont pas de même longueur sinon ce serait un rectangle.

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 16:08

D'accord.
3) Les droites (GC') et (BD) sont parallèles.

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 16:17

Il faut être plus précis

C, G, C ' sont alignés par hypothèse donc (GC') et (GC)  sont confondues

(GC) parallèle à (BD) (question précédente) donc (GC') est parallèle à (BD)

Ensuite

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 16:25

Je ne sais pas comment montrer que G est le milieu de la droite AD

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 16:26

Je dois dire quels vecteurs sont égaux ?

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 16:45

En montrant que  (GC') et  (BD) étaient parallèles, on pouvait alors envisager d'utiliser le théorème de Thalès.

  Que peut-on dire de G pour le segment [AD] ?  
Justifiez correctement.

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 17:24

Le théorème de Thales pour quelle question ?

G est le milieu de AD

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 17:44

Pour la question demandant de montrer que G est le milieu de [AD]

A, C', B et A, G, D sont alignés dans cet ordre, comme C' est le milieu de [AB]
et que les droites (C'G) et (BD) sont parallèles, alors G est le milieu de [AD].

Autre formulation   Dans le triangle ABD, la droite passant par le milieu C' de [AB] et parallèle à (BD) coupe le troisième côté [AD] en son milieu. Donc G milieu de [AD]

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 18:12

D'accord c'est plus clair.
4) Les vecteurs GA et DG ont le meme sens , direction et norme .

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 18:16

Puisque G est le milieu de [DA]  on a donc \vec{DG}=\vec{GA}

Votre réponse est aussi un moyen un peu plus lourd de définir l'égalité de deux vecteurs.

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 18:24

Ah oui effectivement
5) Comment puis-je démontrer l'égalité ?

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 18:30

Comment est définie la somme de deux vecteurs ?

Que vaut \vec{DB}+\vec{DC}  ?

Utilisez ensuite le parallélogramme du début.

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 18:36

DB + DC = DG

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 18:41

Oui règle du parallélogramme.  Maintenant, on remplace \vec{DB}
par un vecteur égal   de même pour \vec{DC}

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 18:43

GA+GB+GC= GG donc 0 ?

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 18:47

CG+BG=0 ?

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 18:51

Un peu rapide comme réponse, surtout que l'on vous donne le résultat.

On vous a fait montrer que GBDC est un parallélogramme  
donc \vec{DB}=\vec{CG}=-\vec{GC}

\vec{DC}=\vec{BG}=-\vec{GB}

De \vec{GA}=\vec{DG} on peut déduire  \vec{GA}=-\vec{GB}-\vec{GC} d'où le résultat.

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 19:07

D'accord.

6) A(0;0) , pour B et C à moi de crée un repère quadrillé ?

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 19:15

A (0 , 0) oui
Non, les coordonnées de B et C  sont fixées puisque le repère est  (A ;\vec{AB}, \vec{AC})

Si vous avez le repère ( O, I, J) quelles seraient les coordonnées de I ?

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 19:21

B (1 ; 0)  C(0 ; 1)

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 19:24

Exactement

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 19:28

7) Comment puis-je savoir les coordonnées de G ?

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 19:33

On vous dit  
en vous aidant de l'égalité démontrée

\vec{GA}+\vec{GB}+\vec{GC}=\vec{0}

On va décomposer les vecteurs \vec{GB} et \vec{GC}   en passant par A.

On connaît  les coordonnées de \vec{AB} et \vec{AC}

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 19:42

C'est à dire décomposer ?

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 19:45

Utiliser la relation de Chasles

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 19:50

GB-GC=GB+CG=CG+GB=CB ?

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 19:58

?????

Décomposer \vec{IJ} en passant par A cela veut dire que l'on va écrire

 \vec{IJ}=\vec{IA}+\vec{AJ}

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 20:06

Ok donc GB = GA + AB
GC = GA + AC ?

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 20:15

Bien sûr

 \vec{GA}+\vec{GB}+\vec{GC}=\vec{0}

  remplacez et simplifiez

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 20:26

Je n'ai pas compris

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 20:34

\vec{GA}+\underbrace{\vec{GA}+\vec{AB}}_{GB}+\underbrace{ }_{GC}=\vec{0}

On simplifie \vec{GA}+\vec{GA}+\vec{GA}=

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 20:42

GA + GA + GA = GA - GA + GA = GA + AG + GA = GA

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 20:47

Qu'est-ce que vous faites ?

On remplace
\vec{GA}+\underbrace{\vec{GA}+\vec{AB}}_{GB}+\underbrace{\vec{GA}+\vec{AC}}_{GC}=\vec{0}

\vec{GA}+\vec{GA}+\vec{GA}= 3\vec{GA}

3\vec{GA}+\vec{AB}+\vec{AC}=\vec{0}

d'où \vec{AG}=

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 21:00

Je ne comprend pas

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 08-04-23 à 21:07

Qu'est-ce que vous ne comprenez pas  ?

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 09-04-23 à 11:11

Le fait qu'on se retrouve avec GA + GA + GA

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 09-04-23 à 11:30

\vec{GA}+\vec{GA}+\vec{AB}+\vec{GA}+\vec{AC}}=\vec{0}

on peut changer l'ordre des vecteurs

 \vec{GA}+\vec{GA}+\vec{GA}+\vec{AB}+\vec{AC}=\vec{0}

 \underbrace{\vec{GA}+\vec{GA}+\vec{GA}}_{3\vec{GA}}+\vec{AB}+\vec{AC}=\vec{0}

On a donc 3\vec{GA}+\vec{AB}+\vec{AC}=\vec{0}

d'où \vec{AG}=

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 09-04-23 à 12:13

D'accord je comprends mieux pour les vecteurs GA.

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 09-04-23 à 12:17

Que proposez-vous pour \vec{AG}  puis les coordonnées de G  ?

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 09-04-23 à 12:29

AG= GD ?

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 09-04-23 à 12:43

Ça, on le sait depuis quelque temps.

on est arrivé à 3\vec{GA}+\vec{AB}+\vec{AC}=\vec{0}

Si vous aviez  3\vec{IJ}+ i+j=\vec{0}

vous pouvez bien écrire que \vec{IJ}=-\dfrac{1}{3}i-\dfrac{1}{3}j

\vec{AG}=

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 09-04-23 à 12:54

Je n'ai pas les coordonnées de G comment puis-je calculer AG ?

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 09-04-23 à 13:20

En suivant le modèle précédent

Posté par
Yahiko
re : Coordonnées de vecteur 09-04-23 à 13:31

AG = - AB/ 3 - AC/3

Posté par
hekla
re : Coordonnées de vecteur 09-04-23 à 13:52

Pas tout à fait

  1) c'est  \vec{GA} $  qui vaut  $ -\dfrac{1}{3}\vec{AB}-\dfrac{1}{3}\vec{AC}

2 On connaît la multiplication d'un vecteur par un réel, non la division.  On écrit donc

\dfrac{1}{3}\vec{AB}

\vec{AG}=\dfrac{1}{3}\vec{AB}+\dfrac{1}{3}\vec{AC}

Les coordonnées de M vérifiant \vec{OM}=x\vec{\imath}+y\vec{\jmath} sont x et y dans le repère (O ; \vec{\imath},\ \vec{\jmath}).

Les coordonnées de G sont donc, dans le repère  (A ; \vec{AB},\  \vec{AC} ) :

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