cours maths 2de
Les vecteurs et la translation dans un cours de maths en 2de où nous aborderons la définition et les caractéristiques d’un vecteur. Nous représenterons des vecteurs ainsi que la somme puis nous calculerons ses coordonnées ainsi que sa norme. Nous terminerons cette leçon en seconde avec l’étude de la translation et de ses propriétés de conservation.

0. Point de vue historique :

Un peu d’histoire :

Le mot « vecteur » vient du latin « vehere » (conduire, transporter)La notion de vecteur est le fruit d‘une longue histoire, commencée voici plus de deux mille ans.

I. Les vecteurs :

1.Définition et vocabulaire :

Définition :

Un vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. est un objet mathématique défini par :

– une direction;

– un sens;

– une longueur.

On le représente par une flèche .

Si on représente cette flèche à partir d‘un point A (appelée origine) et qu‘on note B son extrémité,

alors :

– La direction du vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. est celle de la droite (AB),

– Le sens du vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. est le sens de l‘origine A vers l‘extrémité B,

– La longueur (appelée norme) du vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.est la longueur AB du segment [AB].

On a :

mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

Vocabulaire :

– Le vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. est l‘opposé du vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. .

On a mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. est appelé le vecteur nul et est noté mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. .

2. Egalité de deux vecteurs :

Propriétés :

– a. Deux vecteurs mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. et mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. sont égaux si et seulement si :

Les vecteurs mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. et mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. ont même direction, le même sens et la même longueur (norme).

– b. La translation qui transforme A en B transforme aussi C en D;

– c. Le quadrilatère ABDC, est un parallélogramme.(éventuellement aplati) ;

Réciproquement,

si ABDC est un parallélogramme alors mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

n3 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

3. Milieu d‘un segment :

Propriétés :

Soint A et B deux points distincts du plan .

– Si M est le milieu de [AB], alors mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF..
– Réciproquement, si

mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. alors M est le milieu de [AB].

n15 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

II. La translation :

1. Vocabulaire :

Définition :

– Lorsque deux droites sont parallèles, on dit qu‘elles ont la même direction- Il y a deux sens de parcours sur une droite : de A vers B ou bien de B vers A

n1 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

Définition :
Le déplacement de la figure a été effectué :

– dans la direction de la droite (AB)

– dans le sens A vers B, que l‘on indique par la flèche

– d‘une longueur égale à AB.

On dit que le dessin en position B est l‘image du dessin en position A par la translation qui transforme A en B

ou, autrement dit,

par la translation de vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF..

2. Propriétés des translations :

Construire l‘image d‘une figure par une translation revient à faire glisser cette figure dans une direction, un sens et avec une longueur donnée.

Un tel glissement n‘entraîne pas de déformation ni de changement de disposition .

Propriétés :

Dans une translation ;

– les longueurs;

– le parallélisme;

– la perpendicularité;

– les angles

sont conservés.

– Une translation transforme une droite en une droite parallèle.

– Par une translation, une figure géométrique est transformée en une figure géométrique semblable.

– Pour construire l‘image d‘une figure géométrique, on ne construit donc que l‘image de ses points caractéristiques :

– pour un segment, ses extrémités;

– pour un triangle, ses trois sommets;

– pour un cercle, son centre et son rayon.

3. Egalité de deux vecteurs :

Propriétés :
Deux vecteurs mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. et mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. sont égaux si et seulement si :
– a. La translation qui transforme A en B transforme aussi C en D;- b. Le quadrilatère ABDC, est un parallélogramme.(éventuellement aplati) ;

n2 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

III. Composée de deux translations et somme de deux vecteurs :

Propriétés :

Soient A, B et C trois points du plan, la composée de la translation de vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. suivie de la translation de vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. est la translation de vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF..

On dit que le vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. est la somme des vecteurs mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. et mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. .

On note : mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

( cette relation est appelée « relation de Chasles »)

Construction de la somme de deux vecteurs :

On utilise la méthode du << bout à bout>>,

C‘est à dire qu‘on représente le vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. et a son extrémité on ajoute le vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. et on obtient le vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. qui est égal au vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. (d‘après la relation de Chasles).

L‘extrémité de l‘un est aussi l‘origine de l‘autre .

n22 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

IV. Composée de deux symétrie centrales :

Propriétés :

Soient I et J deux points du plan,

la composée de la symétrie de centre I suivie de la symétrie de

centre J est la translation de vecteur mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. ,

que l‘on note mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. .

n23 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

Preuve :

I milieu de [AA‘] et J milieu de [A‘A‘‘]

On en déduit que mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. d‘après les propriétés de la droite des milieux dans un triangle (étudié en quatrième).

V. Coordonnées dans un repère :

1. Repères :

Définition :

Trois points non alignés O,I,J ,tels que mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF., définissent un repère du plan. On note souvent mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

n20 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

2. Coordonnées d‘un vecteur.

Propriétés :

Dans le plan muni d‘un repère mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.,

si deux points A et B ont pour coordonnées respectives (xA ; yA) et (xB ; yB), alors le vecteur AB a pour coordonnées mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. .

Ces coordonnées correspondent au déplacement horizontal puis vertical pour aller de A à B (affectés de signes).

n24 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

Exemple :

Dans un repère mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. du plan, soient A(1 ; 2) et B(3 ; 4)

n37 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

n35 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

donc les coordonnées de n8 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. sont n38 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. .

3. Coordonnées du milieu d‘un segment :

Propriétés :

Dans le plan muni d‘un repère mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.,

si deux points A et B ont pour coordonnées respectives mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.et  mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.,

alors

le milieu M du segment [AB] a pour coordonnées :

mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. .

Exemple :

Dans un repère n21 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. ,

on donne A(1 ; 2) et B(3 ; 4) :

n37 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

Conclusion :

Les coordonnées du milieu I du segment [AB] sont (2 ; 3)

Propriétés :

Dans le plan muni d‘un repère mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.,

si deux points A et B ont pour coordonnées respectives mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.et mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF..

alors la distance entre les deux points A et B se calcule en utilisant la formule :

mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

Attention :

Aucune simplification n‘est possible dans cette formule entre la racine et les carrés .

Preuve :

n24 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

Considérons le triangle ABC de la figure rectangle en C,

d‘après le théorème de Pythagore (étudié en quatrième)

mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

n26 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

d‘ où

n27 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

Exemple :

Dans un repère n21 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF. du plan ,

Reprenons l‘exemple précédent avec A(1 ; 2) et B(3 ; 4) :

n37 Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.
mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF.

Conclusion :

La distance AB vaut mimetex Les vecteurs et la translation : cours de maths en 2de en PDF..

Vous avez assimilé ce cours sur les vecteurs en 2de?

Effectuez ce QCM sur les vecteurs en classe de seconde.

Vecteurs, translations et coordonnées dans le plan.

Un QCM sur les vecteurs, translations et coordonnées dans le plan.


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