diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/1B_coordonnees.pdf b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/1B_coordonnees.pdf new file mode 100644 index 0000000..44a6a21 Binary files /dev/null and b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/1B_coordonnees.pdf differ diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/1B_coordonnees.tex b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/1B_coordonnees.tex new file mode 100644 index 0000000..bf43ebc --- /dev/null +++ b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/1B_coordonnees.tex @@ -0,0 +1,80 @@ +\documentclass[a4paper,10pt]{article} +\usepackage{myXsim} + +\author{Benjamin Bertrand} +\title{Vecteur et coordonnées - Cours} +\date{mai 2023} + +\pagestyle{empty} + +\begin{document} + +\maketitle + +\section{Coordonnées de vecteurs} + +\begin{definition}[Coordonnées de vecteur] + \begin{minipage}{0.5\linewidth} + On se place dans un repère $(O, \vect{i}, \vect{j})$, alors les coordonnées du vecteur $\vect{u}$ sont notées $\vectCoord{x}{y}$ où + \begin{itemize} + \item $x$ correspond au déplacement de $\vect{u}$ dans la direction $\vect{i}$. + \item $y$ correspond au déplacement de $\vect{u}$ dans la direction $\vect{j}$. + \end{itemize} + On note aussi + \[ + \vect{u} = x \vect{i} + y \vect{j} + \] + \end{minipage} + \hfill + \begin{minipage}{0.4\linewidth} + \begin{tikzpicture} + \repereOIJ{-1}{5}{-1}{5} + \draw [->, very thick] (4, 2) -- node [midway, above] {$\vect{u}$} (1, 4); + \draw [->, thick] (4, 2) -- node [midway, below] {$x$} (1, 2); + \draw [->, thick] (1, 2) -- node [midway, left] {$y$} (1, 4); + \end{tikzpicture} + \end{minipage} +\end{definition} + +\paragraph{Exemples}:~ + +\begin{minipage}{0.4\linewidth} + \begin{tikzpicture} + \repereOIJ{-1}{5}{-1}{5} + \draw [->, very thick] (1, 2) -- node [midway, above] {$\vect{u}$} (4, 3); + \draw (4, 2) node {x} node [below right] {$A$}; + \draw (2, 0) node {x} node [below left] {$B$}; + \end{tikzpicture} +\end{minipage} +\hfill +\begin{minipage}{0.5\linewidth} + \begin{itemize} + \item Coordonnée du vecteur $\vect{u}$ + \\[0.5cm] + \item Coordonnée du vecteur $\vect{OA}$ + \\[0.5cm] + \item Coordonnée du vecteur $\vect{AB}$ + \\[0.5cm] + \item Vecteur $\vect{v}$ de coordonnées $\vectCoord{1}{-4}$ + \end{itemize} +\end{minipage} + +\afaire{Trouver les coordonnées manquantes et tracer le vecteur $\vect{v}$} + +\begin{propriete}[ Calculer les coordonnées d'un vecteur ] + On se place dans un repère $(O, \vect{i}, \vect{j})$. On définit deux points $A(x_A; y_A)$ et $B(x_B; y_B)$ du plan. + + Alors les coordonnées du vecteur $\vect{AB}$ sont (attention l'ordre est important): + \[ + \vectCoord{x_B - x_A}{y_B - y_A} + \] +\end{propriete} + +\paragraph{Exemples}:~ +Soient $A(2; 4)$ et $B(-2; 10)$ calculons les coordonnées du vecteur $\vect{AB}$ + +\vfill + +\afaire{Calculer les coordonnées du vecteur $\vect{AB}$} + +\end{document} diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/2B_operations.pdf b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/2B_operations.pdf new file mode 100644 index 0000000..58bb229 Binary files /dev/null and b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/2B_operations.pdf differ diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/2B_operations.tex b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/2B_operations.tex new file mode 100644 index 0000000..db6fc12 --- /dev/null +++ b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/2B_operations.tex @@ -0,0 +1,74 @@ +\documentclass[a4paper,10pt]{article} +\usepackage{myXsim} + +\author{Benjamin Bertrand} +\title{Vecteur et coordonnées - Cours} +\date{mai 2023} + +\pagestyle{empty} + +\begin{document} + +\maketitle +\setcounter{section}{1} +\section{Opération sur les coordonnées de vecteurs} + +\begin{propriete}[Addition de vecteurs] + \begin{minipage}{0.5\linewidth} + Soient $\vect{u} \vectCoord{x_u}{y_u}$ et $\vect{v}\vectCoord{x_v}{y_v}$ deux vecteurs alors + \[ + \vect{u}+\vect{v} \quad \vectCoord{x_u + x_v}{y_u + y_v} + \] + On peut faire un calcul similaire pour la soustraction de vecteurs. + \end{minipage} + \hfill + \begin{minipage}{0.4\linewidth} + \begin{tikzpicture} + \repereOIJ{-1}{5}{-1}{5} + \draw [->, very thick] (1, 1) -- node [midway, below] {$\vect{u}$} (3, 2); + \draw [->, very thick] (3, 2) -- node [midway, below] {$\vect{v}$} (4, 4); + \draw [->, very thick] (1, 1) -- node [midway, above left] {$\vect{u} + \vect{v}$} (4, 4); + \end{tikzpicture} + \end{minipage} +\end{propriete} + +\paragraph{Exemple}: Soient 3 vecteurs $\vect{u} \vectCoord{2}{4}$, $\vect{v} \vectCoord{1}{-2}$ et $\vect{w} \vectCoord{-6}{5}$. Calculer les coordonnées des vecteurs suivants : + +\begin{minipage}{0.6\linewidth} + + \begin{itemize} + \item $\vect{u} + \vect{v} $ + \\[0.5cm] + \item $\vect{u} + \vect{v} - \vect{w} $ + \\[0.5cm] + \end{itemize} +\end{minipage} +\hfill +\begin{minipage}{0.3\linewidth} + \afaire{compléter les exemples} +\end{minipage} + +\begin{definition}[Multiplication par un réel] + Soient $\vect{u}\vectCoord{x}{y}$ un vecteur et $k$ un nombre réel. Alors le vecteur $k\vect{u}$ est le vecteur de coordonnées + \[ + k\vect{v}\quad \vectCoord{kx}{ky} + \] + On dira alors que $\vect{u}$ et $k\vect{u}$ sont \textbf{colinéaires}. +\end{definition} + +\paragraph{Exemple}: On reprend les vecteurs de l'exemple précédent. Calculer les coordonnées des vecteurs suivants + +\begin{minipage}{0.6\linewidth} + \begin{itemize} + \item $5\vect{u} $ + \\[0.5cm] + \item $\vect{u} + 2\vect{v}$ + \\[0.5cm] + \end{itemize} +\end{minipage} +\hfill +\begin{minipage}{0.3\linewidth} + \afaire{compléter les exemples} +\end{minipage} + +\end{document} diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/3B_norme_distance.pdf b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/3B_norme_distance.pdf new file mode 100644 index 0000000..00ab1be Binary files /dev/null and b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/3B_norme_distance.pdf differ diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/3B_norme_distance.tex b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/3B_norme_distance.tex new file mode 100644 index 0000000..ff51982 --- /dev/null +++ b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/3B_norme_distance.tex @@ -0,0 +1,38 @@ +\documentclass[a4paper,10pt]{article} +\usepackage{myXsim} + +\author{Benjamin Bertrand} +\title{Vecteur et coordonnées - Cours} +\date{mai 2023} + +\pagestyle{empty} + +\begin{document} + +\maketitle + +\setcounter{section}{2} +\section{Norme d'un vecteur} + +\begin{definition}[Norme d'un vecteur] + La "longueur" d'un vecteur est appelé sa \textbf{norme}. + + Soit $\vect{u} \; \vectCoord{x}{y}$ un vecteur, alors sa norme est + \[ + || \vect{u}|| = \sqrt{x^2+y^2} + \] + +\end{definition} + +\paragraph{Exemple}: Soit $\vect{u} \; \vectCoord{3}{-2}$, la norme de ce vecteur est +\\[2cm] +\afaire{calculer la norme du vecteur $\vect{u}$} + +\paragraph{Remarque} dans le cas d'un vecteur où l'on connait les extrémités, la norme est la distance entre les extrémités. + +Ainsi si on a $A(2; 4)$ et $B(-2; 1)$ la norme de $\vect{AB}$ est +\\[2cm] +\afaire{calculer la norme du vecteur $\vect{AB}$ et en déduire la distance $AB$} + + +\end{document} diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/4B_determinant_colinearite.pdf b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/4B_determinant_colinearite.pdf new file mode 100644 index 0000000..c73d588 Binary files /dev/null and b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/4B_determinant_colinearite.pdf differ diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/4B_determinant_colinearite.tex b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/4B_determinant_colinearite.tex new file mode 100644 index 0000000..2bc597c --- /dev/null +++ b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/4B_determinant_colinearite.tex @@ -0,0 +1,72 @@ +\documentclass[a4paper,10pt]{article} +\usepackage{myXsim} + +\author{Benjamin Bertrand} +\title{Vecteur et coordonnées - Cours} +\date{avril 2022} + +\pagestyle{empty} + +\begin{document} + +\maketitle +\setcounter{section}{3} + +\section{Colinéarité et déterminant} + +\begin{definition}[Colinéarité] + + Soit $\vect{u}$ et $\vect{v}$ deux vecteurs non nuls. + + S'il existe un nombre $k$ tel que $\vect{u} = k \vect{v}$ on dira alors que $\vect{u}$ et $\vect{v}$ sont \textbf{colinéaires}. + + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[scale=0.7] + \repereOIJ{-1}{5}{-1}{5} + \draw [->, very thick] (1, 2) -- node [midway, above] {$\vect{u}$} (3, 3); + \draw [->, very thick] (1, 1) -- node [midway, above] {$\vect{v}$} (5, 3); + \draw [->, very thick] (4, 5) -- node [midway, above] {$\vect{w}$} (2, 4); + \end{tikzpicture} + \end{center} + +\end{definition} + +\paragraph{Exemples} +\begin{itemize} + \item Dans l'illustration précédentes, $\vect{u}$, $\vect{v}$ et $\vect{w}$ sont colinéaires car + \\ + \item $\vect{u}\,\vectCoord{2}{5}$ et $\vect{v}\, \vectCoord{-10}{-25}$ sont colinéaires car + \\ + \item $\vect{u}\,\vectCoord{2}{5}$ et $\vect{v}\, \vectCoord{4}{15}$ ne sont pas colinéaires car + \\ +\end{itemize} + +\begin{definition}[ Déterminant ] + On appelle \textbf{déterminant} des vecteurs $\vect{u}\; \vectCoord{x_u}{y_u}$ et $\vect{v}\; \vectCoord{x_v}{y_v}$ le nombre + \[ + det(\vect{u}, \vect{v}) = x_u\times y_v - x_v\times y_u + \] + + Deux vecteurs sont colinéaires si et seulement si $det(\vect{u}, \vect{v}) = 0$. +\end{definition} + +\begin{multicols}{2} + \begin{propriete}[ Parallélisme ] + Deux droites $(AB)$ et $(CD)$ sont parallèles si et seulement si $\vect{AB}$ et $\vect{CD}$ sont colinéaires. + \end{propriete} + + \paragraph{Exemple}: Soient $A(0; 0)$, $B(1; 1)$, $C(3; 5)$ et $D(5; 7)$. Démontrer que les droites $(AB)$ et $(AC)$ sont parallèles. + \\[1cm] + + \begin{propriete}[ Allignement ] + Trois points $A$, $B$ et $C$ sont alignés si et seulement si $\vect{AB}$ et $\vect{AC}$ sont colinéaires. + \end{propriete} + + \paragraph{Exemple}: Soient $A(4; 2)$, $B(10; -5)$ et $C(-8; 16)$. Démontrer que $A$, $B$ et $C$ sont alignés. + \\[1cm] + +\end{multicols} + +\afaire{compléter les explications} + +\end{document} diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/exercises.tex b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/exercises.tex new file mode 100644 index 0000000..4547d4c --- /dev/null +++ b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/exercises.tex @@ -0,0 +1,311 @@ +\begin{exercise}[subtitle={Coordonnée et repère}, step={1}, origin={Création}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + \noindent + \begin{minipage}{0.6\linewidth} + \begin{enumerate} + \item Lire graphiquement les coordonnées des vecteurs $\vect{u}$, $\vect{v}$ et $\vect{w}$. + \item Placer les points suivants + \[ + A(2; 4) \qquad B(-2; 3) \qquad C(4; -2) \qquad D(-1; -4) + \] + \item Déterminer les coordonnées des vecteurs + \[ + \vect{AB} \qquad + \vect{AC} \qquad + \vect{AD} \qquad + \vect{CD} \qquad + \vect{DC} \qquad + \vect{BC} + \] + \item Lire graphiquement les coordonnées des points suivants + \begin{enumerate} + \item $Z$ image de $A$ par la translation de vecteur $\vect{w}$ + \item $Y$ image de $B$ par la translation de vecteur $\vect{v}$ + \item $X$ image de $C$ par la translation de vecteur $\vect{w}$ + \item $S$ image de $D$ par la translation de vecteur $2\vect{u}$ + \end{enumerate} + \end{enumerate} + \end{minipage} + \hfill + \begin{minipage}{0.4\linewidth} + \begin{tikzpicture}[scale=0.7] + \repereOIJ{-5}{5}{-5}{5} + \draw [->, very thick] (-4, 1) -- node [midway, above] {$\vect{u}$} ++(2, 3); + \draw [->, very thick] (2, 4) -- node [midway, above] {$\vect{v}$} ++(2, -1); + \draw [->, very thick] (0, 0) -- node [midway, above] {$\vect{w}$} ++(-3, -2); + \end{tikzpicture} + \end{minipage} +\end{exercise} + +\begin{solution} + \begin{enumerate} + \item + \[ + \vect{u} = \vectCoord{2}{3} \qquad + \vect{v} = \vectCoord{2}{-1} \qquad + \vect{w} = \vectCoord{-3}{-2} \qquad + \] + \item + \item + \[ + \vect{AB} = \vectCoord{-4}{-1} \qquad + \vect{AC} = \vectCoord{2}{-6} \qquad + \vect{AD} = \vectCoord{-3}{-8} \qquad + \vect{CD} = \vectCoord{-5}{-2} \qquad + \vect{DC} = \vectCoord{5}{2} \qquad + \vect{BC} = \vectCoord{-6}{-5} \qquad + \] + \item + \[ + Z (-1; 2) \qquad + Y (0; 2) \qquad + X (1; -4) \qquad + S (3; 2) \qquad + \] + \end{enumerate} +\end{solution} + +\begin{exercise}[subtitle={Calculs de coordonnées}, step={1}, origin={Création}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + On définit les points suivants + \[ + A(2; 4) \qquad + B(5; 1) \qquad + C(-6; -3) \qquad + D(1; -6) \qquad + E(0; -2) \qquad + F(\frac{1}{2}; -2) \qquad + G(\frac{1}{4}; \frac{2}{3}) \qquad + \] + Calculer les coordonnées des vecteurs suivants + \begin{multicols}{3} + \begin{enumerate} + \item $\vect{AB}$ + \item $\vect{AC}$ + \item $\vect{DE}$ + \item $\vect{ED}$ + \item $\vect{AE}$ + \item $\vect{BE}$ + \item $\vect{EC}$ + \item $\vect{FG}$ + \item $\vect{FA}$ + \end{enumerate} + \end{multicols} +\end{exercise} + +\begin{solution} + \begin{multicols}{2} + \begin{enumerate} + \item $\vect{AB} = \vectCoord{x_B - x_A}{y_B - y_A} = \vectCoord{5 - 2}{1 - 4} = \vectCoord{3}{-3}$ + \item $\vect{AC} = \vectCoord{x_C - x_A}{y_C - y_A} = \vectCoord{-6 - 2}{-3 - 4} = \vectCoord{-8}{-7}$ + \item $\vect{DE} = \vectCoord{x_E - x_D}{y_E - y_D} = \vectCoord{1 - 0}{-6 - (-2)} = \vectCoord{1}{-4}$ + \end{enumerate} + \end{multicols} +\end{solution} + +\begin{exercise}[subtitle={Égalité entre vecteurs}, step={1}, origin={Création}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + \begin{enumerate} + \item Dans les cas suivants, justifier si les vecteurs $\vect{AB}$ et $\vect{CD}$ sont égaux (leurs coordonnées doivent être égales) + \begin{enumerate} + \item $A(-2; -1)$, $B(1; 3)$, $C(1; 1)$ et $D(-2; -1)$ + \item $A(0; -1)$, $B(1; 0)$, $C(0; -2)$ et $D(1; -1)$ + \end{enumerate} + \item On donne 3 points $A(1; 2)$, $B(1; 4)$ et $C(x; 6)$. Quelle doit être la valeur de $x$ pour que les vecteurs $\vect{AB}$ et $\vect{BC}$ soient égaux? + \item On donne 4 points $A(x-1; 2)$, $B(-1; y-5)$, $C(0; -2)$ et $D(4; 3)$. Quelle doivent être les valeurs de $x$ et $y$ pour que les vecteurs $\vect{AB}$ et $\vect{CD}$ soient égaux? + \end{enumerate} +\end{exercise} + +\begin{solution} + \begin{enumerate} + \item + \begin{enumerate} + \item On calcule les coordonnées de $\vect{AB}$ et $\vect{CD}$. + \[ + \vect{AB} = \vectCoord{1 - (-2)}{3 - (-1)} = \vectCoord{3}{2} \qquad + \vect{CD} = \vectCoord{-2 - 1}{-1 - 1} = \vectCoord{-3}{-2} \qquad + \] + Donc les vecteurs ne sont pas égaux. Par contre, on peut noter que les coordonnées sont opposés, donc les vecteurs $\vect{AB}$ et $\vect{CD}$ sont opposés (même direction, même longueur, mais sens opposé) + \item On calcule les coordonnées de $\vect{AB}$ et $\vect{CD}$. + \[ + \vect{AB} = \vectCoord{1 - 0}{0 - (-1)} = \vectCoord{1}{1} \qquad + \vect{CD} = \vectCoord{1 - 0}{-1 - (-2)} = \vectCoord{1}{1} \qquad + \] + \end{enumerate} + \item On calcule les coordonnées de $\vect{AB}$ et $\vect{CD}$. + \[ + \vect{AB} = \vectCoord{1 - 1}{4 - 2} = \vectCoord{0}{2} \qquad + \vect{BC} = \vectCoord{x - 1}{6 - 4} = \vectCoord{x-1}{2} \qquad + \] + Pour que les vecteurs soient égaux il faut que leurs coordonnées soient égales. Il faut donc que + \[ + x-1 = 0 \Leftrightarrow x = 1 + \] + Donc il faut que $x = 1$. + \item On calcule les coordonnées de $\vect{AB}$ et $\vect{CD}$. + \[ + \vect{AB} = \vectCoord{-1 - (x-1)}{y-5-2} = \vectCoord{x}{y-7} \qquad + \vect{CD} = \vectCoord{4 - 0}{3 - (-2)} = \vectCoord{4}{1} \qquad + \] + Pour que les vecteurs soient égaux il faut que leurs coordonnées soient égales. Il faut donc que + \begin{multicols}{2} + \[ + x = 4 + \] + + \[ + y-7 = 1 \Leftrightarrow y = 8 + \] + \end{multicols} + Donc il faut que $x = 4$ et que $y = 8$. + \end{enumerate} +\end{solution} + + +\begin{exercise}[subtitle={Coordonnée de points et transformations}, step={1}, origin={Création}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + Calculer les coordonnées des points suivants + \begin{enumerate} + \item $B$ image du point $A(2; 3)$ par la translation de vecteur $\vect{u}\vectCoord{2}{4}$. + \item $D$ image du point $C(-2; 5)$ par la translation de vecteur $\vect{v}\vectCoord{4}{-2}$. + \item $F$ image du point $E(0; 3)$ par la translation de vecteur $\vect{v}\vectCoord{-3}{-2}$. + \end{enumerate} +\end{exercise} + +% ------- + +\begin{exercise}[subtitle={Calculs avec les coordonnées de vecteurs}, step={2}, origin={Création}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + On définit les vecteurs suivants + \[ + \vect{u} \vectCoord{2}{5} \qquad + \vect{v} \vectCoord{0}{2} \qquad + \vect{w} \vectCoord{1}{-4} \qquad + \vect{x} \vectCoord{-3}{2} + \] + et les points suivants + \[ + A(2; 5) \qquad + B(4; 1) \qquad + C(2; -2) \qquad + D(-3; 1) + \] + Calculer les coordonnées des vecteurs suivants + \begin{multicols}{4} + \begin{enumerate} + \item $\vect{u} +\vect{x}$ + \item $\vect{w} +\vect{x}$ + + \item $\vect{w} - \vect{v}$ + \item $\vect{u} + \vect{x} + \vect{v} - 2\vect{w}$ + + \item $2\vect{w} +\vect{x} - 2\vect{x}$ + \item $\vect{AB} +\vect{x}$ + + \item $\vect{AC} + 2\vect{CD}$ + \item $\vect{AC} - 3\vect{AB}$ + \end{enumerate} + \end{multicols} +\end{exercise} + +\begin{exercise}[subtitle={Équilibre des forces}, step={2}, origin={Création}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + \begin{enumerate} + \item Un objet est modélisé par un point $O$. On applique dessus 3 forces: $\vect{F_1} \; \vectCoord{0}{-5}$, $\vect{F_2} \; \vectCoord{-2}{2}$ et $\vect{F_3}\; \vectCoord{2}{3}$. + \begin{enumerate} + \item Additionner ces trois forces. + \item Expliquer pourquoi on peut dit que l'objet est en équilibre + \end{enumerate} + \item Un objet est modélisé par un point $O$. On applique dessus 3 forces: $\vect{F_1} \; \vectCoord{-1}{2}$, $\vect{F_2} \; \vectCoord{3}{1}$ et $\vect{F_3}\; \vectCoord{2}{2}$. + \begin{enumerate} + \item Montrer que l'objet n'est pas en équilibre. + \item Quelle doit être la quatrième force à appliquer pour que l'objet soit en équilibre. + \end{enumerate} + \end{enumerate} +\end{exercise} + +\begin{exercise}[subtitle={Coordonnée manquante}, step={2}, origin={Création}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + Soient $A(-3; 7)$, $B(0; -3)$ et $(-2; 3)$ trois points du plan et un point $M(x;y)$ dont il faudra déterminer les coordonnées dans chacun des cas suivants + \begin{multicols}{4} + \begin{enumerate} + \item $\vect{AM} = \dfrac{1}{2}\vect{CB}$ + \item $2\vect{AB} + 3\vect{CM} = \vect{0}$ + \item $\vect{BM} = 3\vect{AB} - \vect{CB}$ + \item $3\vect{BM} = 2\vect{AM}$ + \end{enumerate} + \end{multicols} +\end{exercise} + +% ------- + +\begin{exercise}[subtitle={Norme d'un vecteur}, step={3}, origin={Création}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + On définit les vecteurs suivants + \[ + \vect{u} \vectCoord{2}{5} \qquad + \vect{v} \vectCoord{0}{2} \qquad + \vect{w} \vectCoord{1}{-4} \qquad + \vect{x} \vectCoord{-3}{2} + \] + et les points suivants + \[ + A(2; 5) \qquad + B(4; 1) \qquad + C(2; \dfrac{1}{5}) \qquad + D(\dfrac{2}{3}; 1) + \] + Calculer les coordonnées des vecteurs suivants + \begin{enumerate} + \item Calculer la norme des vecteurs: $\vect{u}$, $\vect{v}$, $\vect{w}$ et $\vect{x}$ + \item Calculer la norme des vecteurs: $\vect{AB}$ et $\vect{CD}$ + \end{enumerate} +\end{exercise} + + +% ------- + +\begin{exercise}[subtitle={Colinéarité}, step={4}, origin={2nd math repère}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + Dans chacun des cas suivant, dire si les vecteurs $\vect{AB}$ et $\vect{AC}$ sont colinéaires + \begin{multicols}{2} + \begin{enumerate} + \item $A(1; -4)$, $B(-4; 8)$ et $C(-6; 2)$ + \item $A(5; 5)$, $B(0; -1)$ et $C(10; 11)$ + \item $A\left(\dfrac{1}{2}; \dfrac{1}{3}\right)$, $B\left(\dfrac{1}{4}; \dfrac{-2}{4}\right)$ et $C\left(\dfrac{-1}{2}; \dfrac{-11}{3}\right)$ + \end{enumerate} + \end{multicols} +\end{exercise} + +\begin{exercise}[subtitle={Alignement}, step={4}, origin={2nd math repère}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + Dans chacun des cas suivant, dire si les points $A$, $B$ et $C$ sont alignés + \begin{multicols}{2} + \begin{enumerate} + \item $A(4; 2)$, $B(10; -5)$ et $C(-8; 16)$ + \item $A(9; 1)$, $B(6; -1)$ et $C(3; -3)$ + \item $A\left(\dfrac{-1}{5}; 1\right)$, $B\left(2; \dfrac{-1}{6}\right)$ et $C\left(\dfrac{10}{5}; 1\right)$ + \end{enumerate} + \end{multicols} +\end{exercise} + +\begin{exercise}[subtitle={Coordonnée manquante}, step={4}, origin={2nd math repère}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + \begin{enumerate} + \item Déterminer la valeur de $m$ pour que les vecteurs $\vect{u}$ et $\vect{v}$ soient colinéaires + \begin{multicols}{2} + \begin{enumerate} + \item $\vect{u}\; \vectCoord{-8}{8}$ et $\vect{v}\; \vectCoord{m}{2}$ + \item $\vect{u}\; \vectCoord{m-1}{2}$ et $\vect{v}\; \vectCoord{3}{-2}$ + \end{enumerate} + \end{multicols} + \item Déterminer la valeur de $m$ pour que les points $A$, $B$ et $C$ soient alignés. + \begin{multicols}{2} + \begin{enumerate} + \item $A(1; 3)$, $B(-2; 1)$ et $C(m; 2)$ + \item $A(-5; 1)$, $B(7; 1)$ et $C(1; m-2)$ + \end{enumerate} + \end{multicols} + \end{enumerate} +\end{exercise} + +\begin{exercise}[subtitle={Problèmes de géométrie}, step={4}, origin={2nd math repère}, topics={ Vecteur et coordonnées }, tags={ vecteurs }] + Soit $(O, \vect{i}, \vect{h})$ un repère orthonormé. Soit $A(0; 3)$, $B(-1; 1)$ et $C(-4; 2)$ trois points. + \begin{enumerate} + \item Déterminer les coordonnées de $I$ le milieu du segment $[BC]$. + \item Déterminer les coordonnées du point $D$ tel que + \[ + 3\vect{DA}j+\vect{DB}+\vect{DC}= \vect{0} + \] + \item Démontrer que $D$, $A$ et $I$ sont alignés. + \end{enumerate} +\end{exercise} diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/index.rst b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/index.rst new file mode 100644 index 0000000..18b7936 --- /dev/null +++ b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/index.rst @@ -0,0 +1,70 @@ +Coordonnées de vecteurs +####################### + +:date: 2023-04-27 +:modified: 2023-04-27 +:authors: Benjamin Bertrand +:tags: Vecteurs +:category: 2nd +:summary: Introduction des coordonnées pour décrire les vecteurs. + + +Éléments du programme +===================== + +Contenus: + +- Base orthonormée. Coordonnées d’un vecteur. Expression de la norme d’un vecteur. +- Expression des coordonnées de AB en fonction de celles de A et de B. +- Produit d’un vecteur par un nombre réel. Colinéarité de deux vecteurs. +- Déterminant de deux vecteurs dans une base orthonormée, critère de colinéarité. + +Capacités: + +- Représenter un vecteur dont on connaît les coordonnées. Lire les coordonnées d’un vecteur. +- Calculer les coordonnées d’une somme de vecteurs, d’un produit d’un vecteur par un nombre réel. +- Calculer la distance entre deux points. Calculer les coordonnées du milieu d’un segment. + +Progression +=========== + +On réserve ce chapitre aux élèves voulant aller en 1G spé math (ou une autre spé scientifique) ou en sti2d. Les élèves sont en relative autonomie. + +Plan de travail + +.. image:: ./plan_de_travail.pdf + :height: 200px + :alt: Plan de travail + + +Étape 1: Calculer des coordonnées de vecteurs +--------------------------------------------- + +Bilan: + +.. image:: ./1B_coordonnees.pdf + :height: 200px + :alt: Bilan sur les coordonnées de vecteurs + + +Étape 2: Faire des calculs avec des vecteurs +-------------------------------------------- + +.. image:: ./2B_operations.pdf + :height: 200px + :alt: Bilan sur les opérations sur les vecteurs + + +Étape 3: Calculer une norme +--------------------------- + +.. image:: ./3B_norme_distance.pdf + :height: 200px + :alt: Bilan sur la norme d'un vecteur + +Étape 4: Déterminant et colinéarité +----------------------------------- + +.. image:: ./4B_determinant_colinearite.pdf + :height: 200px + :alt: Déterminant et colinéarité de vecteurs diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/plan_de_travail.pdf b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/plan_de_travail.pdf new file mode 100644 index 0000000..82f6431 Binary files /dev/null and b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/plan_de_travail.pdf differ diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/plan_de_travail.tex b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/plan_de_travail.tex new file mode 100644 index 0000000..4b903b2 --- /dev/null +++ b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/plan_de_travail.tex @@ -0,0 +1,85 @@ +\documentclass[a4paper,12pt]{article} +\usepackage{myXsim} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{luacode} + +\author{Benjamin Bertrand} +\title{Vecteur et coordonnées - Plan de travail} +\tribe{2nd} +\date{Mai 2023} + +\pagestyle{empty} + +\DeclareExerciseCollection{banque} +\xsimsetup{ +} + + +\begin{document} +\maketitle + + +\bigskip + +Savoir-faire de la séquence +\begin{itemize} + \item Représenter un vecteur dont on connaît les coordonnées. Lire les coordonnées d’un vecteur. + \item Calculer les coordonnées d’une somme de vecteurs, d’un produit d’un vecteur par un nombre réel. + \item Calculer la distance entre deux points. Calculer les coordonnées du milieu d’un segment. + \item Caractériser alignement et parallélisme par la colinéarité de vecteurs. +\end{itemize} + +\bigskip + +Ordre des étapes à respecter + +\begin{center} + \Ovalbox{ + \begin{tikzpicture} + \node (E1) {1}; + \node (E2) [right of=E1] {2}; + \node (E4) [right of=E2] {4}; + \node (E3) [below right of=E1] {3}; + + \path[->] (E1) edge (E2); + \path[->] (E2) edge (E4); + \path[->] (E1) edge (E3); + \end{tikzpicture} + } +\end{center} + +\section{Coordonnées de vecteur} + +Reprendre le cours sur les coordonnées de vecteurs (Bilan 1). + +\listsectionexercises + +\section{Opération sur les vecteurs} + +Reprendre le cours sur opérations sur les vecteurs (Bilan 2). + +\listsectionexercises + +\section{Norme et distance} + +Reprendre le cours sur la norme d'un vecteur (Bilan 3). + +\listsectionexercises + +\section{Déterminant et colinéarité} + +Reprendre le cours sur la colinéarité de vecteurs (Bilan 4). + +\listsectionexercises + + +\bigskip + + +\pagebreak + +\input{exercises.tex} +\printcollection{banque} + + +\end{document} diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/solutions.pdf b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/solutions.pdf new file mode 100644 index 0000000..0481ebb Binary files /dev/null and b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/solutions.pdf differ diff --git a/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/solutions.tex b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/solutions.tex new file mode 100644 index 0000000..166342a --- /dev/null +++ b/2nd/17_Coordonnees_de_vecteurs/solutions.tex @@ -0,0 +1,29 @@ +\documentclass[a4paper,10pt]{article} +\usepackage{myXsim} +\usepackage{luacode} + +\usetikzlibrary{shapes.geometric} + +\author{Benjamin Bertrand} +\title{Coordonnées de vecteurs - Solutions} +\tribe{2nd} +\date{avril 2023} + +\DeclareExerciseCollection{banque} +\xsimsetup{ + exercise/print=false, + solution/print=true, +} + +\pagestyle{empty} + + +\begin{document} + +\maketitle + +\input{exercises.tex} +%\printcollection{banque} +%\printsolutions{exercises} + +\end{document}