Chapitre 2 Seconde — Vecteurs 1 — Translation et égalité de vecteurs
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- Représenter un vecteur par une flèche et connaître son sens, sa direction et sa norme.
- Utiliser la relation de Chasles.
- Additionner des vecteurs géométriquement (règle du parallélogramme et méthode de la chaîne).
- Multiplier un vecteur par un réel.
- Caractériser la colinéarité de deux vecteurs.
- Utiliser les vecteurs pour démontrer qu'un quadrilatère est un parallélogramme.
1. Introduction
Les vecteurs sont des objets mathématiques qui modélisent les déplacements. Ce premier chapitre introduit les vecteurs à travers la notion de translation, sans faire appel aux coordonnées. L'objectif est de construire une intuition géométrique solide avant d'aborder le calcul vectoriel dans le repère.
2. Cours
A — Translation
Définition — Translation
Une translation est un déplacement qui fait glisser toute figure dans la même direction, le même sens et la même distance, sans rotation ni déformation.
Définition — Vecteur \(\overrightarrow{AB}\)
Le vecteur \(\overrightarrow{AB}\) décrit le déplacement du point \(A\) vers le point \(B\). Il est caractérisé par sa direction (droite \((AB)\)), son sens (de \(A\) vers \(B\)) et sa norme (longueur \(AB\)).
Définition — Vecteur nul
Pour tout point \(A\), le vecteur \(\overrightarrow{AA} = \vec{0}\) est le vecteur nul.
B — Égalité de vecteurs
Définition — Vecteurs égaux
Deux vecteurs sont égaux s'ils ont même direction, même sens et même norme. \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{CD}\) signifie que \(ABDC\) est un parallélogramme (non croisé).
Propriété — Parallélogramme
\(ABCD\) est un parallélogramme si et seulement si \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{DC}\).
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Entraîne-toi étape par étape : vocabulaire (direction, sens, norme), image d'un point par une translation, égalités de vecteurs et parallélogramme, et un défi de démonstration. Chaque exercice se termine par une rédaction à compléter, avec des exercices aléatoires illimités.
C — Relation de Chasles
Propriété — Relation de Chasles
Pour tous points \(A\), \(B\), \(C\) : \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC}\).
Méthode — Simplifier avec Chasles
On enchaîne les points : \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} + \overrightarrow{CD} = \overrightarrow{AD}\). L'extrémité d'un vecteur doit être l'origine du suivant.
Propriété — Règle du parallélogramme
Si \(ABCD\) est un parallélogramme (de centre \(I\)) : \(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{AD} = \overrightarrow{AC}\).
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Entraîne-toi étape par étape : enchaîner les vecteurs, réordonner une somme, utiliser les opposés et le vecteur nul, et un défi sur la règle du parallélogramme. Chaque exercice se termine par une rédaction à compléter, avec des exercices aléatoires illimités.
3. Exercices progressifs
Exercice 1 — Relation de Chasles
Simplifier : \(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC}\), \(\overrightarrow{MN}+\overrightarrow{NP}\), \(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC}+\overrightarrow{CD}\).
Exercice 2 — Parallélogramme
Dans le parallélogramme \(ABCD\), compléter : \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{\phantom{DC}}\), \(\overrightarrow{AD} = \overrightarrow{\phantom{BC}}\).
Exercice 3 — Vrai ou faux
- Si deux vecteurs ont la même norme, alors ils sont égaux.
- Si \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{CD}\), alors les segments \([AB]\) et \([CD]\) ont la même longueur.
- Dans un parallélogramme \(ABCD\), on a toujours \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{CD}\).
4. Fiche de synthèse
À retenir — Vecteur
Un vecteur est défini par une direction, un sens et une norme.
À retenir — Relation de Chasles
\(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC}\).
À retenir — Parallélogramme
Dans un parallélogramme \(ABCD\) : \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{DC}\) et \(\overrightarrow{AD} = \overrightarrow{BC}\).