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Produit scalaire

Posté par
tatiana88
08-12-10 à 14:47

Bonjour,

J'ai un dm à faire et j'ai du mal avec cet exercice.

On se place dans un repère orthonormal du plan (o;i;j). Soit B(2;0) et C (3;5). On note delta la droite passant par B et perpendiculaire à (BC).

1) M désigne un point du plan. Montrer que M ∈ delta si et seulement si MB.BC=0 ( vecteurs).
2) Soit (x;y) les coordonnées du point M. Déduire de la question 1) une équation cartésienne de la droite delta.

Pour la question je comprends bien que puisque la droite delta est perpendiculaire à (BC), MB.BC = 0 mais je ne vois pas comment le montrer  

Merci d'avance

Posté par
jerem80
re: Produit scalaire 08-12-10 à 14:53

Salut Tatiana,

Pour le prouver, il suffit d ecrire ceci:
M € delta ssi M appartient a la droite passant par B et perpendiculaire a (BC)
ssi (BM) et (BC) sont perpendiculaires (car par 2 points ne passe qu une seule droite)
ssi les vecteurs directeurs de (BM) et (BC) sont orthogonaux
ssi BM.BC = 0 (car BM et BC sont des vecteurs directeurs de (BM) et (BC))

Posté par
Glapion Moderateur
re : Produit scalaire 08-12-10 à 14:54

Bonjour,
Tu peux admettre que le produit scalaire de deux vecteurs perpendiculaires est nul.
Donc par définition, puisque l'on te dit que delta est perpendiculaire à BC tu en déduis que \vec{BM} est perpendiculaire à \vec{BC} quelque soit M, et donc que \vec{BM}.\vec{BC}=0

Posté par
tatiana88
re : Produit scalaire 08-12-10 à 15:04

Merci beaucoup pour vos réponses.

Pour la question 2, je ne vois pas comment répondre sans connaitre les coordonnées du point M ???

Merci d'avance

Posté par
Glapion Moderateur
re : Produit scalaire 08-12-10 à 15:07

Tu les laisses en x et y
Trouves les coordonnées de BM, de BC et écris que le produit scalaire est nul (XX'+YY'=0)
Ça te donnera une relation entre x et y qui sera l'équation de la droite.

Posté par
tatiana88
re : Produit scalaire 08-12-10 à 15:15

vecteur MB = (2-x ; -y)
vecteur BC = (1;5)

MB.BC = 2-x-5y = 0

L'équation cartésienne de la droite delta est -x-5y+2.

Est-ce bon??

Posté par
jerem80
re: Produit scalaire 08-12-10 à 15:24

Ce que tu as ecrit n est pas une equation mais une expression: Il faut rajouter le "=0" et ce sera juste, sinon ca n a pas de sens.

Posté par
tatiana88
re : Produit scalaire 08-12-10 à 15:33

Ah d'accord merci beaucoup.

Sinon j'ai un problème à la 3e question de l'exercice, je ne vois comment le démontrer.

3) Généralisation : Soit D la droite d'équation ax+by+c=0, ou a et b sont des réels non simultanément nuls.
   a) Montrer que si P et Q sont deux points de D, alors les vecteurs PQ et u(-b;a) sont colinéaires. La réciproque est-     elle vraie ?
   b) Soit A (xA;yA) un point de la droite D et soit delta la perpendiculaire à D passant par A. Montrer que M appartient à delta si et seulement si AM.u=0. En déduire une équation cartésienne de delta.

Posté par
jerem80
re: Produit scalaire 08-12-10 à 15:45

Alors la, comme je ne sais pas ce qui fait partie du programme actuel, ce qui fait partie de ce qu'il faut savoir et ce qu'il faut demontrer dans un exercice, je suis obligé de te demander ce qui fait partie du programme. J ai quitté le lycee il y a 12 ans, entre temps, les programmes ont changé et de mon temps, c etait un theoreme a connaitre qu une droite d equation ax+by+c=0 a pour vecteur directeur u (-b;a). Apparemment, ca n est plus le cas, sinon, on te demanderait pas de le prouver.
Est ce que ca fait encore partie du cours que pour une droite d equation ax+by+c=0 alors le vecteur v(a,b) est orthogonal a cette droite?

Posté par
tatiana88
re : Produit scalaire 08-12-10 à 15:50

Oui dans mon cours il est dit que :
Si la droite (D) admet pour équation cartésienne ax+by+c=0, alors :

- vecteur u (-b;a) est un vecteur directeur de (D) (qui a la même direction que D)

- vecteur n (a;b) est un vecteur normal à (D) (sa direction est perpendiculaire à D)

Posté par
jerem80
re: Produit scalaire 08-12-10 à 15:56

Dans ce cas, c est vraiment facile: le vecteur u(-b;a) est un vecteur directeur de D. De plus, les points P et Q appartiennent a D, donc le vecteur PQ est aussi un vecteur directeur de D (a condition qu ils soient distincts: il n y a rien d ecrit la dessus dans l enoncé?)
les vecteurs u et PQ sont donc colineaires.

Reste a prouver la reciproque: si u et PQ sont colineaires, est ce que P et Q appartiennent a D? Tu vois comment faire?

Posté par
tatiana88
re : Produit scalaire 08-12-10 à 16:09

Merci pour votre réponse.
Non, il n'y a rien de plus dans l'énoncé.
Je pense que la réciproque est fausse mais je ne sais pas comment faire pour le montrer.

Posté par
jerem80
re: Produit scalaire 08-12-10 à 16:12

Qu est ce qui te pousse a croire que la reciproque est fausse? Ca devrait pouvoir t aider a le demontrer (elle est effectivement fausse)

Posté par
tatiana88
re : Produit scalaire 08-12-10 à 16:15

Car Pq et u peuvent être colinéaires sans appartenir tous deux à la droite D ?

Posté par
jerem80
re: Produit scalaire 08-12-10 à 16:17

Que veux-tu dire avec "tous deux": les 2 points P et Q ou les 2 vecteurs u et PQ? (Pour info, un vecteur ne peut pas appartenir a une droite, il ne peut etre au plus que colineaire a cette droite, il a une infinité de representations graphiques)

Posté par
tatiana88
re : Produit scalaire 08-12-10 à 16:19

Oui pardon c'était mal dit je voulais dire les points P et Q

Posté par
jerem80
re: Produit scalaire 08-12-10 à 16:23

Voila, c est ca: la droite PQ peut etre parallele a la droite D sans pour autant que P et Q appartiennent a D.

La derniere question devrait pas te poser trop de problemes, non?

Posté par
tatiana88
re : Produit scalaire 08-12-10 à 16:31

On sait que u est un vecteur directeur de D et que la droite delta coupe le droite D perpendiculairement.
Donc si M appartient à delta, AM.u=0

Est-ce correct de dire ça ?

Sinon pour l'équation cartésienne, j'utilise quels vecteurs ?

Posté par
jerem80
re: Produit scalaire 08-12-10 à 16:46

rajoute que A et M appartiennt a delta. (tu peux aussi ecrire les droites delta et D sont perpendiculaires, plutot qu elles se coupent perpendiculairement, c est plus simple )

Pour l equation, tu utilises les coordonnees des vecteurs AM et u:
AM(x-xA;y-yA) et u(-b;a)
M appartient a delta ssi AM.u=0
ssi -b(x-xA) + a(y-yA)=0

Et simplifie pour avoir une belle equation

Bonne soiree, je rentre a la maison.

Posté par
tatiana88
re : Produit scalaire 08-12-10 à 16:55

Merci beaucoup pour ton aide.
Bonne soirée



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