Comment déterminer les coordonnées d'un point à l'aide d'une relation vectorielle - Exercice 2
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Soit (0;i;j) un repère du plan. On considère les points A(2;1) ; B(3;2) ; C(−2;−3) et D(8;−13).
Question 1
Montrer que les points A,B et C sont alignés.
Correction
Les points A, B et C sont alignés si, et seulement si les vecteurs AB et ACsont colinéaires.
On commence par calculer les vecteurs AB et AC. Ainsi : AB(xB−xAyB−yA) ainsi AB(3−22−1) d'où : AB(11) AC(xC−xAyC−yA) ainsi AC(−2−2−3−1) d'où : AC(−4−4) Maintenant , nous allons vérifier si les vecteurs AB et AC sont colinéaires.
Soit (0;i;j) un repère du plan.
Deux vecteurs u(x;y) et v(x′;y′) sont colinéaires si et seulement si det(u;v)=0 autrement dit si : xy′−x′y=0.
det(u;v)=xy′−x′y est appelé deˊterminant.
On peut également écrire les vecteurs u et v sous la forme u(xy) et v(x′y′).
On a : 1×(−4)−1×(−4)=−4+4=0 Les vecteurs AB et AC sont colinéaires. Donc les points A, B et C sont alignés.
Question 2
Soit M le point tel que BM=51BD
Démontrer par le calcul que les coordonnées de M sont (4;−1).
Correction
Notons M(x;y) les coordonnées du point recherché. Commençons par calculer les vecteurs BD et BM. BD(xD−xByD−yB) ainsi BD(8−3−13−2) d'où : BD(5−15) BM(xM−xByM−yB) ainsi BM(x−3y−2) d'où : BM(x−3y−2) De plus : 51BD(5×51−15×51) ainsi 51BD(1−3). Or nous savons que : BM=51BD. Il vient alors que : (x−3y−2)=(1−3) On obtient alors deux équations à résoudre. Nous l'écrivons sous forme de système. {x−3y−2==1−3 Ainsi : {xy==1+3−3+2
{xy==4−1
Les coordonnées du point M sont alors M(4;−1)
Question 3
Calculer les coordonnées du point K, milieu du segment [CM].
Correction
Soit (0;i;j) un repère du plan et deux points A(xA;yA) et B(xB;yB)
Les coordonnées du milieu I(xI;yI) du segment [AB] sont : xI=2xA+xB et yI=2yA+yB
Il vient alors que : D’une part : xK=2xC+xM équivaut successivement à : xK=2−2+4 xK=22
xK=1
D’autre part : yK=2yC+yM yK=2−3−1 yK=2−4
yK=−2
Les coordonnées du milieu K du segment [CM] sont K(1;−2)