Mathématiques du secondaire qualifiant

Produit vectoriel (2)

2- Expression analytique du produit vectoriel

2.1 Coordonnées du produit vectoriel

2.1.1 Propriété

L'espace est rapporté à un repère orthonormé direct (O;i;j;k).
Soient u(x;y;z) et v(x';y';z') deux vecteurs.
u∧v =
(yz'-zy')i-(xz'-zx')j+(xy'-yx')k.

Et on écrit
u∧v(yz'-zy';-(xz'-zx');xy'-yx')
ou encore

u ∧v yz'-zy'
-(xz'-zx')
(xy'-yx')

Démonstration
On a u∧v
=(xi+yj+zk)∧(x'i+y'j+z'k)

=xx'i∧i+xy'i∧j+xz'i∧k
+yx'j∧i+yy'j∧j+yz'j∧k
+zx'k∧i+zy'k∧j+zz'k∧k
=xx'O+xy'k-xz'j
-yx'k+yy'O+yz'i
+zx'j-zy'i+zz'O
=(yz'-zy')i-(xz'-zx')j+(xy'-yx')k
donc u∧v =
(yz'-zy')i-(xz'-zx')j+(xy'-tx')k

Remarque On peut utiliser les tableaux des déterminants pour se souvenir de la formule

u∧v= i x x'
j yy'
k zz'
= yy' i
zz'
- xx'j
zz'
+ xx' k
yy'

=(yz'-zy')i-(xz'-zx')j+(xy'-yx')k.

2.1.2 Exemple

Soient u(2;1;0) et v(1,2,4)∈V3.
Déterminons u∧v.

u∧v =i21
j12
k04
= 12 i - 21 j
0404
+ 21 k
12

=(1x4-0x2)i-(2x4-0x1)j+(2x2-1x1)k
=4i-8j+3k
ainsi u∧v(4;-8;3).

2.1.3 Exemple

Soient u(5;-2;1) et v(2,7,-4) deux vecteurs de V3.

u∧v =i52
j-27
k1-4

=((-2)x(-4)-1x7)i - (5x(-4)-1x2)j
+ (5x7-(-2)x2)k
= i + 22j + 39k
ainsi u∧v(1 ; 22 ; 39).