Initiation

Coordonnées d'un vecteur dans l'espace

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Énoncé

Exercice 1

picture-in-textDans le cube ABCDEFGH, le point I est le centre de la face ABCD et le point J celui de la face BCGF.

Démontrer que les vecteurs AF\overrightarrow{AF} et JI\overrightarrow{JI} sont colinéaires.

Exercice 2

Les points A et B ont pour coordonnées respectives (2; -3; 5) et (3; 1; -2) dans le repère (O; i,j,k\overrightarrow{i}, \overrightarrow{j}, \overrightarrow{k}).

1. Calculer les coordonnées du vecteur AB\overrightarrow{AB}.

2. Calculer les coordonnées du vecteur 5BA5\overrightarrow{BA}.

Exercice 3

Le point A a pour coordonnées (-4; 2; -3) dans le repère (O; i,j,k\overrightarrow{i}, \overrightarrow{j}, \overrightarrow{k}).

Le vecteur AB\overrightarrow{AB} a pour coordonnées (2; 1; 5) dans la base (i,j,k\overrightarrow{i}, \overrightarrow{j}, \overrightarrow{k}).

Quelles sont les coordonnées du point B ?


Révéler le corrigé

Exercice 1

On place un repère orthonormé tel que A(0;0;0)A(0;0;0), B(1;0;0)B(1;0;0), C(1;1;0)C(1;1;0), D(0;1;0)D(0;1;0), E(0;0;1)E(0;0;1), F(1;0;1)F(1;0;1), G(1;1;1)G(1;1;1), H(0;1;1)H(0;1;1).

Le centre II de la face ABCD est I(12;12;0)I\left(\tfrac{1}{2};\tfrac{1}{2};0\right) et le centre JJ de la face BCGF est J(1;12;12)J\left(1;\tfrac{1}{2};\tfrac{1}{2}\right).

Alors AF=(1,0,1)\overrightarrow{AF}=(1,0,1) et JI=(12,0,12)=12(1,0,1)\overrightarrow{JI}=\left(-\tfrac{1}{2},0,-\tfrac{1}{2}\right)=-\tfrac{1}{2}(1,0,1).

Donc JI=12AF\overrightarrow{JI}=-\tfrac{1}{2}\,\overrightarrow{AF} : les vecteurs sont colinéaires (même direction, sens opposé).

Exercice 2

AB(xBxA,yByA,zBzA)\overrightarrow{AB}(x_B-x_A,y_B-y_A,z_B-z_A) ;

AB(32,1+3,25)\overrightarrow{AB}(3-2,1+3,-2-5) ;

AB(1,4,7)\overrightarrow{AB}(1,4,-7)

2. BA(1,4,7)\overrightarrow{BA}(-1,-4,7) et 5BA(5,20,35)5\overrightarrow{BA}(-5,-20,35).

Exercice 3

A(4,2,3)A(-4,2,-3) et AB(2,1,5)\overrightarrow{AB}(2,1,5) donc :

{xBxA=2yByA=1zBzA=5\left\lbrace \begin{matrix} x_B-x_A=2 \\ y_B-y_A=1 \\ z_B-z_A=5 \end{matrix}\right. C'est à dire : {xB=xA+2yB=yA+1zB=zA+5\left\lbrace \begin{matrix} x_B=x_A+2 \\ y_B=y_A+1 \\ z_B=z_A+5 \end{matrix}\right.

Calculons : {xB=4+2yB=2+1zB=3+5\left\lbrace \begin{matrix} x_B=-4+2 \\ y_B=2+1 \\ z_B=-3+5 \end{matrix}\right. {xB=2yB=3zB=2\left\lbrace \begin{matrix} x_B=-2 \\ y_B=3 \\ z_B=2 \end{matrix}\right.

donc B(2,3,2)B(-2,3,2).