Mathématiques du secondaire qualifiant

Le repère dans le plan (5)

Exercice 1 tp

Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→).
Déterminer le nombre x tels que u→(1-2x;-2) et v→(5x;4) sont deux vecteurs colinéaires.

Correction

u→ et v→ sont colinéaires signifie

1-2x = -2
5x 4

Signifie (1-2x).(4)=5x.(-2)
signifie 4-8x=-10x
signifie 2x+4=0 signifie x=-2
donc x=-2 ainsi u→(-10;4) et v→(5;-2).

Définition
Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→). On considère deux vecteurs u→(a;b) et v→(a';b').
Le nombre ab'-ba' est appelé déterminant de u→ et v→
et est noté det(u→;v→)=ab'-ba'.

Pour se souvenir de l'expression on écrit

det(u→;v→) = a a'
bb'

Propriété
Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→). u→(a;b) et v→(a';b') sont colinéares signifie ab'-ba'=0.

Exemple
Soient u→(10;8) et v→(5;4) deux vecteurs.

det(u→ ; v→) = 10 5 =10.4-8.5=0
84

donc u→ et v→ sont colinéaires.

Remarque
On peut faire autrement
10=2×5 et 8=2×4 donc il existe k=2 tel que u→=2v→ et cela signifie que u→ et v→ sont colinéaires.

Propriété
Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→). A ; B et C sont trois points alignés dans ℙ signifie AB→ et AC→ sont colinéaires
signifie det(AB→ ; AC→)=0.

Exemple
Le plan ℙ est rapporté à un repère orthonormé (O;i→;j→). On considère dans ℙ trois points A(1;-2) ; B(3;-9) et C(-3;12).
Vérifier que A ; B et C sont alignés.

Correction
On a AB(2;-7) et AC(-4;14)

det(u→;v→) = 2 -4 =2.14-(-7)(-4)=0
-714

donc AB→ et AC→ sont colinéaires et donc A; B et C sont alignés.