Initiation

Matrices et transformations géométriques du plan (1)

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Énoncé

Exercice 1 (Translation simple)
Soit A(1;2)A(1; -2) et u=(34)\vec{u}=\begin{pmatrix}3 \\ 4\end{pmatrix}.
Déterminer BB, image de AA par la translation de vecteur u\vec{u}.

Exercice 2 (Translation matricielle)
On considère A(1;5)A(-1; 5) et u=(23)\vec{u}=\begin{pmatrix}2 \\ -3\end{pmatrix}.
Exprimer la relation vectorielle de la translation qui transforme AA en BB et en donner l'écriture matricielle..

Exercice 3 (Rotation autour de O)
Soit A(2;0)A(2; 0). On effectue une rotation de centre OO et d’angle θ=π2\theta=\dfrac{\pi}{2}.
Déterminer BB, image de AA.

Exercice 4 (Rotation autour de O)
Soit A(1;1)A(1; 1) et θ=π4\theta=\dfrac{\pi}{4}.
Déterminer BB, image de AA par R(O,θ)R(O,\theta).

Révéler le corrigé

Exercice 1 :
AB=u        (xBxAyByA)=(34)\overrightarrow{AB}=\vec{u}\;\;\Longleftrightarrow\;\;\begin{pmatrix}x_B-x_A\\y_B-y_A\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}3\\4\end{pmatrix}.
Donc xB=4;yB=2x_B=4\,;y_B=2.
Les coordonnées de BB sont : B(4;2)B(4;2).

Exercice 2 :
AB=u\overrightarrow{AB}=\vec{u}
    (xByB)=(xAyA)+(23)\implies \begin{pmatrix}x_B \\ y_B\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}x_A \\ y_A\end{pmatrix}+\begin{pmatrix}2 \\ -3\end{pmatrix}.
Donc B(1;2)B(1;2).

Exercice 3 :

👉 Rappel : Le point BB est l’image de AA par la rotation de centre OO et d’angle θ\theta si, et seulement si :

(xByB)=(cos(θ)sin(θ)sin(θ)cos(θ))(xAyA)\begin{pmatrix} x_B \\ y_B \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} \cos(\theta) \quad -\sin(\theta) \\ \sin(\theta) \quad \cos(\theta) \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x_A \\ y_A \end{pmatrix}

ici : θ=π2\theta=\dfrac{\pi}{2} donc
(xByB)=(0110)(20)=(02)\begin{pmatrix}x_B \\ y_B\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}0 & -1 \\ 1 & 0\end{pmatrix}\begin{pmatrix}2 \\ 0\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}0 \\ 2\end{pmatrix}.

et BB a pour coordonnées : B(0;2)B(0;2).

Exercice 4 :

De même :
(xByB)=(22222222)(11)=(02)\begin{pmatrix}x_B \\ y_B\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}\tfrac{\sqrt{2}}{2} & -\tfrac{\sqrt{2}}{2} \\ \tfrac{\sqrt{2}}{2} & \tfrac{\sqrt{2}}{2}\end{pmatrix}\begin{pmatrix}1 \\ 1\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}0 \\ \sqrt{2}\end{pmatrix}.
Donc B(0;2)B(0;\sqrt{2}).