Espace analytique (2)
2.1.4 Coordonnées de AB→
L'espace 𝔼 est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→;k→).
Soient A(xA;yA;zA) et B(xB;yB;zB) deux points dans l'espace 𝔼.
AB→(xB-xA;yB-yA;zB-zA).
Exemple
Soient A(1;2;3) et B(-3;2;8) deux points dans l'espace 𝔼.
On a AB→(-4;0;5).
2.1.5 Coordonées du milieu I d'un segment [AB]
Soient A(xA;yA;zA) et B(xB;yB;zB) deux points dans l'espace 𝔼. I(XI;YI;ZI) est le milieu du segment [AB] signifie
XI = | xA+xB | |
2 | ||
YI = | yA+yB | |
2 | ||
ZI = | zA+zB | |
2 |
On écrit
I( | xA+xB | ; | yA+yB | ; | zA+zB | ) |
2 | 2 | 2 |
Exemple
Soient A(7;-3;2) et B(1;3;2) deux points dans l'espace 𝔼.
I(xI;yI;zI) est le milieu du segment [AB] signifie
I( | 7+1 | ; | -3+3 | ; | 2+2 | ) |
2 | 2 | 2 |
donc I(4;0;2) est le milieu du segment [AB].
2.2 Condition analytique de colinéarité de deux vecteurs
2.2.1 Théorème 1
L'espace 𝔼 est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→;k→). u→(x;y;z) et v→(x';y';z') sont deux vecteurs colinéairs si et seulement si
x | x' | = | x | x' | = | y | y' | = 0 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
y | y' | z | z' | z | z' |
Remarque Ces déterminants sont appellés les déterminants extraits des vecteurs u→ et v→.
Exemple
Soient u→(1;2;-4) et v→(-2;-4;8) deux vecteurs.
Montrer que u→ et v→ sont colinéaires.
Correction
Les déterminants extraits de u→ et v→
sont tous nuls
1.(-4)-2.(-2)= 0.
1.10-(-5).(-2)= 0.
2.8-(-5).(-2)= 0.
donc u→ et v→ sont colinéaires.
Remarque v→=-2u→ (ils sont donc colinéaires).
2.2.2 Théorème 2
u→(x;y;z) ; v→(x';y';z') u→ et v→ ne sont pas colinéairs si et seulement si
x | x' | ≠0 | ou | x | x' | ≠0 | |
y | y' | z | z' |
ou | y | y' | ≠ 0 | |
z | z' |
Exemple
Montrer que u→(1;2;5) et v→(-2;1;4) sont deux vecteurs non colinéaires.
Correction
L'un des déterminants extraits des vecteurs u→ et v→ est non nul.
(1.1)-(2.(-2))=5≠0 donc les deux vecteurs u→ et v→ sont non colinéaires.
Exercice 1 tp
L'espace 𝔼 est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→;k→). On considère dans 𝔼 les points A(-1;0;1) ; B(2;1;3) et C(4;1 ;-4).
Etudier l'alignement des points A ; B et C.
Correction
On étudie la colinéarité des vecteurs AB→(3;1;2) et AC→(5;1;-5).
3 | 5 | = 3.1-1.5 =-2 ≠ 0 | ||
1 | 1 |
donc AB→ et AC→ ne sont pas colinéaires et donc les points A ; B et C ne sont pas alignés.