Mathématiques première
Dans une base orthonormée (vecteur i,j) , on considère les vecteurs u=2vecteur i
Et v= -1/2 vecteur i + racine carré de 3/2 vecteur j

1. Calculer les expressions suivantes :
a. ( vecteur u + vecteur v ) . ( vecteur u - vecteur v )
b. ||vecteur u + vecteur v||^2 - ||vecteur u - vecteur v||^2
2.a. Calculer ||vecteur u + 2 vecteur v||^2 et ||vecteur u - 2 vecteur v||^2
b. En déduire que les vecteurs (u + 2v) et (u - 2v) sont orthogonaux

Merci d’avance !!


Sagot :

Réponse :

1) calculer les expressions suivantes :

 a) (vec(u) + vec(v)).(vec(u) - vec(v))

vec(u) = (2 ; 0)

vec(v) = (- 1/2 ; √(3)/2) = (- 1/2 ; √(3)/2)

vec(u) + vec(v) = (2 ; 0) + (- 1/2 ; √(3)/2) = (2 - 1/2 ; √6/2) = (3/2 ; √(3)/2)

vec(u) - vec(v) = (2 ; 0) - (-1/2 ; √(3)/2) = (2 + 1/2 ; - √(3)/2) = (5/2 ; -√(3)/2)

(vec(u) + vec(v)).(vec(u) - vec(v)) = 3/2)*5/2 + (√(3)/2)(-√(3)/2) = 15/4 - 3/4 = 12/4 = 3

b) ||vec(u) + vec(v)||² = (3/2)² + (√(3)/2)² = 9/4 + 3/4 = 12/4 = 3

||vec(u) - vec(v)||² = (5/2)²+(-√(3)/2)² = 25/4 + 3/4 = 28/4 = 7

donc  ||vec(u) + vec(v)||² -  ||vec(u) - vec(v)||² = 3 - 7 = - 4

2) a) calculer ||vec(u) + 2vec(v)||²  et  ||vec(u) - 2vec(v)||²

vec(u) = (2 ; 0)

vec(v) = (-1/2 ; √(3)/2) ⇒ 2vec(v) = (- 1 ; √3)

vec(u) + 2vec(v) = (2 ; 0) + (- 1 ; √3) = (1 ; √3)

vec(u) - 2vec(v) = (2 ; 0) - (- 1 ; √3) = (3 ; - √3)

||vec(u) + 2vec(v)||² = 1² + (√3)² = 4

||vec(u) - 2vec(v)||² = 3² + (-√3)² = 9 + 3 = 12

b) en déduire que les vecteurs (u+2v) et (u-2v) sont orthogonaux  

les vecteurs (u+2v) et (u-2v) sont orthogonaux si  xx'+yy' = 0

⇔ 3*1 + (√3)*(-√3) = 3 - 3 = 0

donc les vecteurs (u+2v) et (u-2v) sont orthogonaux

Explications étape par étape