Produit scalaire (2)
1.3 Expressions de cosx et de sinx
1.3.1 Expression de cosx
Soient u→ et v→ deux vecteurs non nuls
et (u→;v→)≡x[2π].
u→.v→=||u→||×||v→||cosx
⇔ cosx = | u→.v→ |
||u→ ||×||v→|| |
donc cosx = | aa'+bb |
√(a²+b²)√(a'²+b'²) |
1.3.2 Expression de sina
Soient u→ et v→ deux vecteurs non nuls et (u→;v→)≡x[2π].
sinx = | det(u→;v→) |
||u→ ||×||v→|| |
ou encore
sinx = | ab'-ba |
√(a²+b²)√(a'²+b'²) |
Exercice 1 tp
Soient A(3;1) ; B(1;3) و C(1;1) trois points.
Calculer cos(AB→;AC→)
et sin(AB→;AC→) et déduire une mesure de l'angle orienté
(AB;AC).
Correction
On a AB→(-2;2) ; AC→(-2;0).
AB→.AC→=(-2)²+2.0=4 ;
det(AB→;AC→)=-2.0 -2.(-2)=4
AB=√(4+4)=2√2 et AC=√((-2)²+0²)=2
donc cosx = | AB→.AC→ | = | 4 |
||AB→ ||×||AC→|| | 2√(2)×2 |
ainsi cosx = | √(2) |
2 |
sinx = | det(AB→;AC→) | = | 4 |
||AB→ ||×||AC→|| | 2√(2)×2 |
donc sinx = | √(2) |
2 |
ainsi (AB;AC)≡ | π | [2π] |
4 |
Exercice 2
Soient u→=2i→+j→ et v→=5i→-4j→ deux vecteurs.
1) Déterminer cos(u→;v→).
2) Déterminer sin(u→;v→).
1.3.3 L'aire d'un triangle
L'aire d'un triangle est égale à la moitié de l'aire d'un parallélogramme.
Soient (ABC) un triangle et H le projeté orthogonal de C sur (AB)
Donc S = | AB×CH |
2 |
puisque
sin = | det(AB→ ; AC→) |
||AB→||×||AC→|| |
alors
S = | AB×AC.sin |
2 |
or  est un angle géométrique
donc AB×ACsinÂ=|det(AB→;AC→)|
Et donc
S = | |det(AB→;AC→)| |
2 |
Propriétés
1) L'aire d'un triangel ABC
S = | 1 | |det(AB→ ; AC→)| |
2 |
2) L'aire d'un parallélogramme ABCD Sp=|det(AB→;AD→)|.
Exemple
1) Montrer que les points A(-3;3); B(-2;2) et C(7;1) ne sont pas alignés.
2) Calculer l'aire du triangle ABC.
Correction
1) On a AB→(1;-1) et AC→(10;-2).
A ; B et C sont alignés ⇔ (∃k∈IR): AC→=kAB→
⇔ (10=k et -2=-k) et ce n'est pas possible donc A ; B et C ne sont pas alignés.
2) S = | |1.(-2)-(-1).10| | = 4 UA |
2 |