Mathématiques du secondaire qualifiant

Le produit scalaire (2)

1.1.3 Norme d'un vecteur

Soit u un vecteur tel que u=AB.
La distance AB est appelée norme du vecteur u et est noté ||u||.
et de plus ||u||=AB=√(u.u).

Notons que la norme d'un vecteur est un nombre positif.

1.2 Expression trigonométrique

1.2.1 Propriété

Soient u et v deux vecteurs.
u.v=||u||×||v||cos(u;u).

Exercice 1 tp

Soient u et v deux vecteurs.
Si ||u||=√3 ;||v||=4 et u.v=2√3.
Déterminer une mesure de l'angle (u;v).

Exercice 2 tp

Soient u et v deux vecteurs.
Si ||u||=3 , ||v||=4

et (u;u) =
3

Calculer u.v.

1.2.2 Orthogonalité de deux vecteurs

Soient u et v deux vecteurs.
u⊥v équivaut à

(u;v) = π +kπ tel que (k∈ℤ)
2
cos( π +kπ) = 0
2

alors
u⊥v équivaut à u.v=0.

Propriété
Deux vecteurs u et v sont orthogonaux si et seulement si u.v=0.

Notons que le vecteur nul est orthogonal à tout vecteur du plan
O.u=0.

1.4- Opérations sur le produit scalaire

1.4.1 Propriété et définition

Soient u ; v et w trois vecteurs et t un réel non nul.
1) La symétrie ou commutativité
u.v = v.u.

2) Bilinéarité

{ u.(v+w) = u.v+u.w
u.(tv) = t(u.v)
1.4.2 Résultats

1) (u+v)²=u²+v²+2u.v.
2) (u-v)²=u²+v²-2u.v.
3) (u-v).(u+v)=u²-v².
4) ||u+v||²+||u-v||² = 4 u.v.
5) (AB - AC)²=AB²- 2AB.AC +AC²
donc

AB.AC = 1 (AB²+AC²-BC²)
2