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Difficulté produit scalaire

Posté par
Rayzed
25-02-24 à 17:26

Bonjour ou bonsoir, je rencontre des difficultés lié aux produits scalaires et je ne sais pas quelles formules utiliser comment.

Dans la figure ci-dessous, ABCD est un rectangle tel que AB = 6 et BC = 3, BCE est un triangle rectangle isocèle en C, ABF est un triangle équilatéral et I est le milieu du segment [AB].

En détaillant les calculs effectués, déterminer la valeur des produits scalaires suivants : AB.AF, AD.AE, CE.CD, BF.BC, DA.CE, DB.FI.

(Je ne peux malheureusement pas joindre la figure, veuillez m'excuser pour cela.)

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 17:38

Bonjour,
Mais si tu peux.
Utilise le bouton "Img" sous la zone de saisie.

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 17:38

Bonsoir

Pourquoi ne pouvez-vous pas joindre la figure ?
Il faudrait mieux la décrire

E est-il à l'extérieur du rectangle ?
Où placer F ? (AF) coupe-t-elle (CD) ?

Posté par
Rayzed
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 17:47

Voici l'image j'ai réussi à en trouver une en ligne :

Difficulté produit scalaire

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 17:52

Ainsi ?

Difficulté produit scalaire

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 17:53

Vous pouvez constater que la place des points peut être n'importe où et que cela change les questions.

Posté par
Rayzed
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 17:55

Oui c'est vrai merci bien

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 18:04

Quelle figure prend-on ?

Que proposez-vous pour \vec{AB}\cdot\vec{AF} ?

Posté par
Rayzed
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 18:10

AB.AF = AB x AF x COS(BAF)
               = 6 x 6 x COS(60°)
               = 18

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 18:17

Oui, ou I est le projeté orthogonal de F sur (AB), par conséquent

\vec{AB}\cdot\vec{AF}=AB\times AI= 6\times 3=18

\vec{AD}\cdot\vec{AE} ?

Posté par
Rayzed
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 18:22

On projette orthogonalement le point E sur la droite AD

AD.AE = AD x AD
                = 3x3
                = 9

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 18:33

Bien, on continue

\vec{CE}\cdot\vec{CD} ?

Posté par
Rayzed
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 18:37

Les vecteurs CE et CD sont de sens opposés

Or dire que les vecteurs sont de sens opposés revient à dire que l'angle est obtus

Donc AB.AC = -AB x AH

CE.CD = -CE x CD
                = -3 x 6
                = -18

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 18:55

Angle plat serait plus précis, pour obtus il ne resterait que des angles de mesure nulle

Pourquoi ne pas utiliser la définition

\vec{CE}\cdot\vec{CD}=\|\vec{CE}\|\times \|\vec{CD}\| \times\cos (\vec{CE}~,~\vec{CD})=6\times 3\times (-1)

Posté par
Rayzed
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 19:04

Très bien merci beaucoup, en revanche c'est pour les 3 derniers que j'ignore complètement quoi faire.

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 19:30

\vec{BF}\cdot\vec{BC}=\|\vec{BF}\|\times \|\vec{BC}\| \times\cos (\vec{BF}~,~\vec{BC})

Vous connaissez les normes des vecteurs et la mesure de l'angle.

\vec{DA}\cdot\vec{CE}

La figure devrait vous donner une idée

\vec{DB}\cdot\vec{FI}

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 19:34

\vec{DB}\cdot\vec{FI}

Décomposez \vec{DB} et projeté orthogonal de F sur (CB)

Posté par
Rayzed
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 19:51

BF.BC = BF x BC x cos(CBF)
               = 6 x 3 x cos(150°)
               = - 15,588
Je ne vois pas quoi faire ensuite
Je constate que DA et CE ont la même longueur mais je ne vois rien pour DB.FI

Posté par
Rayzed
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 19:52

Je n'ai pas vu le message pour DB.FI autant pour moi

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 20:03

Donnez les valeurs exactes

150=180-30

\vec{BF}\cdot\vec{BC}=6\times 3\times (\cos \left(\pi-\dfrac{\pi}{6}\right)=-9\sqrt{3}

\vec{DA}\cdot\vec{CE} Question angle ?

Posté par
Rayzed
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 20:10

DA.CE = DA x CE x cos(90°)
                = 3 x 3 x cos(90°)
                = 0
De plus qu'un produit scalaire égal à 0 signifie que les vecteurs sont perpendiculaires

c'est cela ?

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 20:18

Évidemment, si les vecteurs sont orthogonaux, le produit scalaire est nul
On avait bien un vecteur directeur de (DA) et un vecteur directeur de (CE) orthogonaux.

Les droites sont perpendiculaires et les vecteurs orthogonaux.

Posté par
Rayzed
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 20:26

Merci beaucoup vous m'avez aidé à comprendre, en effet c'est plutôt évident. J'ai encore deux petits soucis et ce sera fini.

Pourquoi 150= 180-30 plutôt que de parler d'un angle (triangle équilatéral) de 60° et un angle droit de 90°, je ne comprends pas la démarche de partir d'un angle plat.

Ensuite j'ai encore du mal avec le dernier, je ne comprends pas bien la décomposition et la projection, comment effectuer celle-ci.

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 20:44

Vous avez écrit    \cos 150 ^{o} puis une valeur approchée

On peut bien remarquer que 150, c'est aussi 180-30.

\cos (\pi-\alpha)=-\cos \alpha
On connaît les valeurs des lignes trigonométriques de ces angles
remarquables. Cela permet de donner les valeurs exactes sans avoir recours à une table ou une calculatrice.

On peut décomposer \vec{DB} $ en $ \vec{DC}+\vec{CB}
 \\

(\vec{DB}\cdot \vec{FI}=(\vec{DC}+\vec{FI})\cdot \vec{FI}

On développe   et on calcule les deux produits scalaires. Soit K le projeté orthogonal de F sur (CB)

on a donc bien \vec{FI}=\vec{KB} Ainsi, pas de problème pour calculer le produit scalaire voulu.

Une remarque aussi : méthode bourrin.   On se place dans un repère orthonormé et on applique
l'expression analytique de produit scalaire dans une base orthonormée.

Posté par
Rayzed
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 21:16

DB.FI = DB x KB ?

Et quelle est la valeur de KB ? J'ai du mal a vous suivre sur ce projeté orthogonal…

Posté par
hekla
re : Difficulté produit scalaire 25-02-24 à 21:28

Erreur de copier-coller

\vec{DB}\cdot \vec{FI}=(\vec{DC}+\vec{CB})\cdot \vec{FI}

=\vec{DC}\cdot \vec{FI}+\vec{CB}\cdot \vec{FI}

=\underbrace{\vec{DC}\cdot \vec{FI}}_{=0}+\vec{CB}\cdot \vec{FI}

=\vec{CB}\cdot\vec{KB}

on a les points K, B et C alignés.  On sait que KB=FI

FI est la hauteur dans un triangle équilatéral donc FI=\dfrac{ a\sqrt{3}}{2} Pythagore pour le redémontrer



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