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Exercices corrigésNiveau : 1RE SPÉ

Produit scalaire : exercices corrigés

3 types d’exercices, trois exemples corrigés pour chacun. Tout se fait sans calculatrice. Pour une série sans fin, avec ta maîtrise de la notion, passe par l’exerciseur.

  • 9 exercices
  • corrigés pas à pas
  • sans calculatrice
  • 1re spécialité

Produit scalaire avec les coordonnées

S’entraîner sur ce type

Dans un repère orthonormé, u⃗⋅v⃗=xx′+yy′\vec{u} \cdot \vec{v} = xx' + yy'. Deux vecteurs sont orthogonaux si et seulement si leur produit scalaire est nul.

1.

Pour quelle valeur de m les vecteurs u et v sont-ils orthogonaux ?

u⃗ (−2 ; m)v⃗ (−4 ; −4)\vec{u}\,(-2 \,;\, m) \qquad \vec{v}\,(-4 \,;\, -4)
Corrigé
  1. u⃗⋅v⃗=−2×(−4)+m×(−4)=8−4m\vec{u} \cdot \vec{v} = -2 \times (-4) + m \times (-4) = 8 - 4m
  2. u⃗⋅v⃗=0  ⟺  m=2\vec{u} \cdot \vec{v} = 0 \iff m = 2

Réponsem = 22

2.

Calcule le produit scalaire (repère orthonormé).

u⃗ (−3 ; 4)v⃗ (1 ; 6)\vec{u}\,(-3 \,;\, 4) \qquad \vec{v}\,(1 \,;\, 6)
Corrigé
  1. u⃗⋅v⃗=xx′+yy′\vec{u} \cdot \vec{v} = xx' + yy'
  2. u⃗⋅v⃗=−3×1+4×6=21\vec{u} \cdot \vec{v} = -3 \times 1 + 4 \times 6 = 21

Réponseu · v = 2121

3.

Calcule le produit scalaire (repère orthonormé).

u⃗ (−5 ; 5)v⃗ (6 ; 4)\vec{u}\,(-5 \,;\, 5) \qquad \vec{v}\,(6 \,;\, 4)
Corrigé
  1. u⃗⋅v⃗=xx′+yy′\vec{u} \cdot \vec{v} = xx' + yy'
  2. u⃗⋅v⃗=−5×6+5×4=−10\vec{u} \cdot \vec{v} = -5 \times 6 + 5 \times 4 = -10

Réponseu · v = −10-10

Produit scalaire avec les normes et l’angle

S’entraîner sur ce type

u⃗⋅v⃗=∥u⃗∥×∥v⃗∥×cos⁡(u⃗,v⃗)\vec{u} \cdot \vec{v} = \|\vec{u}\| \times \|\vec{v}\| \times \cos(\vec{u}, \vec{v}), avec cos⁡π3=12\cos\frac{\pi}{3} = \frac{1}{2} et cos⁡π=−1\cos\pi = -1.

4.

Calcule le produit scalaire u · v.

∥u⃗∥=7∥v⃗∥=4(u⃗,v⃗)=π3\|\vec{u}\| = 7 \qquad \|\vec{v}\| = 4 \qquad (\vec{u}, \vec{v}) = \dfrac{\pi}{3}
Corrigé
  1. u⃗⋅v⃗=∥u⃗∥×∥v⃗∥×cos⁡(u⃗,v⃗)\vec{u} \cdot \vec{v} = \|\vec{u}\| \times \|\vec{v}\| \times \cos(\vec{u}, \vec{v})
  2. u⃗⋅v⃗=7×4×12=14\vec{u} \cdot \vec{v} = 7 \times 4 \times \dfrac{1}{2} = 14

Réponseu · v = 1414

5.

Calcule le produit scalaire u · v.

∥u⃗∥=6∥v⃗∥=8(u⃗,v⃗)=0\|\vec{u}\| = 6 \qquad \|\vec{v}\| = 8 \qquad (\vec{u}, \vec{v}) = 0
Corrigé
  1. u⃗⋅v⃗=∥u⃗∥×∥v⃗∥×cos⁡(u⃗,v⃗)\vec{u} \cdot \vec{v} = \|\vec{u}\| \times \|\vec{v}\| \times \cos(\vec{u}, \vec{v})
  2. u⃗⋅v⃗=6×8×1=48\vec{u} \cdot \vec{v} = 6 \times 8 \times 1 = 48

Réponseu · v = 4848

6.

Calcule le produit scalaire u · v.

∥u⃗∥=4∥v⃗∥=5(u⃗,v⃗)=π2\|\vec{u}\| = 4 \qquad \|\vec{v}\| = 5 \qquad (\vec{u}, \vec{v}) = \dfrac{\pi}{2}
Corrigé
  1. u⃗⋅v⃗=∥u⃗∥×∥v⃗∥×cos⁡(u⃗,v⃗)\vec{u} \cdot \vec{v} = \|\vec{u}\| \times \|\vec{v}\| \times \cos(\vec{u}, \vec{v})
  2. u⃗⋅v⃗=4×5×0=0\vec{u} \cdot \vec{v} = 4 \times 5 \times 0 = 0

Réponseu · v = 00

Calculer une longueur avec la formule d’Al-Kashi

S’entraîner sur ce type

BC2=AB2+AC2−2×AB×AC×cos⁡BAC^BC^2 = AB^2 + AC^2 - 2 \times AB \times AC \times \cos\widehat{BAC}, avec cos⁡60°=12\cos 60° = \frac{1}{2} et cos⁡120°=−12\cos 120° = -\frac{1}{2}.

7.

Calcule la longueur BC avec la formule d’Al-Kashi.

AB=10AC=6BAC^=120°AB = 10 \qquad AC = 6 \qquad \widehat{BAC} = 120°
Corrigé
  1. BC2=AB2+AC2−2×AB×AC×cos⁡BAC^BC^2 = AB^2 + AC^2 - 2 \times AB \times AC \times \cos \widehat{BAC}
  2. BC2=102+62−2×10×6×(−12)=196BC^2 = 10^2 + 6^2 - 2 \times 10 \times 6 \times \left(-\dfrac{1}{2}\right) = 196
  3. BC=196=14BC = \sqrt{196} = 14

RéponseBC = 1414

8.

Calcule la longueur BC avec la formule d’Al-Kashi.

AB=8AC=7BAC^=120°AB = 8 \qquad AC = 7 \qquad \widehat{BAC} = 120°
Corrigé
  1. BC2=AB2+AC2−2×AB×AC×cos⁡BAC^BC^2 = AB^2 + AC^2 - 2 \times AB \times AC \times \cos \widehat{BAC}
  2. BC2=82+72−2×8×7×(−12)=169BC^2 = 8^2 + 7^2 - 2 \times 8 \times 7 \times \left(-\dfrac{1}{2}\right) = 169
  3. BC=169=13BC = \sqrt{169} = 13

RéponseBC = 1313

9.

Calcule la longueur BC avec la formule d’Al-Kashi.

AB=3AC=5BAC^=120°AB = 3 \qquad AC = 5 \qquad \widehat{BAC} = 120°
Corrigé
  1. BC2=AB2+AC2−2×AB×AC×cos⁡BAC^BC^2 = AB^2 + AC^2 - 2 \times AB \times AC \times \cos \widehat{BAC}
  2. BC2=32+52−2×3×5×(−12)=49BC^2 = 3^2 + 5^2 - 2 \times 3 \times 5 \times \left(-\dfrac{1}{2}\right) = 49
  3. BC=49=7BC = \sqrt{49} = 7

RéponseBC = 77