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Le produit scalaire : cours de maths en terminale à télécharger en PDF

    Produit scalaire : cette propriété : cours de maths en terminale en PDF.

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    L’essentiel : Le produit scalaire de deux vecteurs non nuls vaut \(\vec{u}\cdot\vec{v}=\|\vec{u}\|\times \|\vec{v}\|\times \cos\theta\), où \(\theta\) est leur angle ; en repère orthonormé du plan, il vaut \(xx’+yy’\). Deux vecteurs sont orthogonaux si et seulement si leur produit scalaire est nul. Il est symétrique et bilinéaire.

    I. Différentes expressions du produit scalaire :

    1. Vecteurs colinéaires :

    Définition :

    soient  \vec{u} – produit scalaire et  \vec{v} – produit scalaire deux vecteurs colinéaires non nuls, tels que

     \vec{u}=\vec{OA} – produit scalaire et \vec{v}=\vec{OB}.

    De même, • Si  \vec{u} – produit scalaire et \vec{v} sont de même sens :  \vec{u}.\vec{v}=OA\times     OB – produit scalaire .

    • Si  \vec{u} – produit scalaire et  \vec{u} – produit scalaire sont de sens contraires :  \vec{u}.\vec{v}=OA\times     OB – produit scalaire.

    • Si  \vec{u}=\vec{0} – produit scalaire ou \vec{v}=\vec{0} alors \vec{u}.\vec{v}=0 – produit scalaire.

    Puis, •  \vec{u}.\vec{u}=||\vec{u}|| est le carré scalaire du vecteur  \vec{u} – produit scalaire

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    2. Vecteurs quelconques :

    Propriété 1 :

    Soient \vec{u} – produit scalaire et \vec{v} deux vecteurs non nuls tels que

     \vec{u}=\vec{OA} – produit scalaire et  \vec{v}=\vec{OB}.

    Alors :

     \fbox{\vec{u}.\vec{v}=OA\,#039;\times     OB=OA\times     OB\,#039;} – produit scalaire .

    A’ et B’ sont respectivement les projetés orthogonaux de A sur (OB) et de B sur (OA).

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    3. Propriétés :

    Propriété 2 :

    Soient (x;y) et (x’;y’) les coordonnées respectives des vecteurs  \vec{u} – produit scalaire et  \vec{v} – produit scalaire dans un repere orthonormé quelconque.
     \fbox{\vec{u}.\vec{v}\,=\,x.x'+y.y'} – produit scalaire .

    II. Produit scalaire et orthogonalité :

    Définition :

    Dire que  \vec{u} – produit scalaire et  \vec{v} – produit scalaire sont deux vecteurs orthogonaux signifie que :

    • Soit  \vec{u}=\vec{0} – produit scalaire ou  \vec{v}=\vec{0} – produit scalaire;

    • Soit (OA) \perp (OB), avec  \vec{u}=\vec{OA} – produit scalaire et  \vec{v}=\vec{OB} non nuls.

    cours maths – produit scalaire

    2. Propriété :

    Propriété :

     \fbox{\vec{u}\perp\vec{v}\,\,\Longleftrightarrow\,\,\vec{u}.\vec{v}=0} .

    III. Propriétés du produit scalaire :

    Propriétés générales :

    Règles à connaître :

    Soient \vec{u}\,,\,\vec{v},\,\vec{w} – produit scalaire trois vecteurs et k un nombre réel.

    Après cela, • \vec{u}.\vec{v}=\vec{v}.\vec{u} (symétrie).

    De même, • (k\vec{u}).\vec{v}=\vec{u}.(k\vec{v})=k(\vec{u}.\vec{v}) – produit scalaire (linéarité)

    • (\vec{u}+\vec{v}).\vec{w}=\vec{u}.\vec{w}+\vec{v}.\vec{w} (linéarité)

    Aussi, • \vec{u}.(\vec{v}+\vec{w})=\vec{u}.\vec{v}+\vec{u}.\vec{w} – produit scalaire (linéarité)

    • (\vec{u}+\vec{v})^2=\vec{u}^2+2\vec{u}.\vec{v}+\vec{v}^2 (identité remarquable)

    Enfin, • (\vec{u}-\vec{v})^2=\vec{u}^2-2\vec{u}.\vec{v}+\vec{v}^2 – produit scalaire (identité remarquable)

    • (\vec{u}-\vec{v})(\vec{u}+\vec{v})=\vec{u}^2-\vec{v}^2 (identité remarquable)

    IV. Applications du produit scalaire :

    1. produit scalaire et cosinus :

    Propriété :

    Soit  \vec{u} – produit scalaire et  \vec{v} – produit scalaire non nuls.

     \vec{u}.\vec{v}=||\vec{u}||\times     ||\vec{v}||\times     cos(\vec{u},\vec{v}) – produit scalaire

    2. Théorème d’Al-Kashi :

    Théorème :

    Soit ABC un triangle tel que AB=c, AC=b et BC=a.

    De plus, on a :

    •  a^2\,=\,b^2+c^2-2bc\times     cosA

    Puis, •  b^2\,=\,a^2+c^2-2ac\times     cosB – produit scalaire

    • c^2\,=\,a^2+b^2-2ab\times     cosC

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    3. Théorème de la médiane :

    Théorème :

    Soient A et B deux points distincts et I le milieu du segment [AB] .

    Ensuite, pour tout point M, :

    \fbox{ MA^2\,+MB^2\,=\,2MI^2\,+\,\frac{AB^2}{2}}

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    Produit scalaire : nos conseils pour progresser

    D’abord, lis la leçon une première fois sans prendre de notes. Ensuite, vérifie chaque résultat avec soin. Ainsi, chaque erreur devient une occasion de progresser. De plus, un travail régulier sur ce point vaut mieux qu’une longue séance.

    Par exemple, note sur une fiche les pièges rencontrés. Enfin, si tu veux approfondir, consulte la page dédiée à cette notion sur Wikipédia. Également, tu peux continuer avec la fonction logarithme népérien : cours de maths en terminale en PDF.

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    Cours de maths en terminale : Le produit scalaire à télécharger en PDF

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