Fiche1re-spe1re-speproduit-scalaireCalculer un produit scalaire avec les coordonnées, les normes et l’angle, ou la projection, et s’en servir pour l’orthogonalité.
L’essentiel
Le produit scalaire de deux vecteurs est un nombre. Quatre formules, à choisir selon les données :
- Normes et angle : u⋅v=∥u∥×∥v∥×cos(u,v)vecteur fois cosinus.
- Coordonnées (repère orthonormé) : avec u(x;y)vecteur et v(x′;y′)vecteur dérivée, u⋅v=xx′+yy′vecteur dérivée.
- Projection : si H est le projeté orthogonal de C sur (AB), AB⋅AC=AB⋅AHvecteur.
- Normes seules : u⋅v=21(∥u+v∥2−∥u∥2−∥v∥2)vecteur fraction au carré.
Orthogonalité : u⊥v⟺u⋅v=0vecteur perpendiculaire.
Al-Kashi : dans un triangle ABC, BC2=AB2+AC2−2AB×AC×cosAau carré fois cosinus angle.
La méthode
- Des coordonnées ? Utilise xx′+yy′dérivée.
- Des longueurs et un angle ? Utilise la formule avec le cosinus.
- Un angle droit dans la figure ? Pense à la projection.
- Pour montrer que deux droites sont perpendiculaires, montre que le produit scalaire de deux vecteurs directeurs est nul.
Exemple corrigé
u(3;−2)vecteur et v(4;m)vecteur. Pour quelle valeur de m sont-ils orthogonaux ?
u⋅v=3×4+(−2)×m=12−2mvecteur fois
12−2m=0⟺m=6
Produit scalaire avec les coordonnéesS’entraîner
Avec ∥u∥=4vecteur, ∥v∥=5vecteur et un angle de 32πfraction pi : u⋅v=4×5×(−21)=−10vecteur fois fraction.
Produit scalaire avec les normes et l’angleS’entraîner
Les pièges
- Le produit scalaire est un nombre, pas un vecteur.
- Un produit scalaire négatif est possible : l’angle est alors obtus.
- La formule xx′+yy′dérivée n’est valable que dans un repère orthonormé.