Le trapèze rectangle de la figure ci-contre est tel que : AB=7, AD=4, CD=4. Calculer les produits scalaires suivants :
Question 1
EB⋅CD
Correction
Le produit scalaire de deux vecteurs u et v non nuls est défini par :
u⋅v=∥∥u∥∥×∥∥v∥∥×cos(u,v)
EB=AB−AE ainsi EB=7−4=3 Les vecteurs EB et CD sont colinéaires mais de sens opposés, il en résulte donc que : EB⋅CD=∥∥EB∥∥×∥∥CD∥∥×cos(π) EB⋅CD=3×4×(−1) Ainsi :
EB.⋅CD=−12
Question 2
DA⋅AC
Correction
Le triangle DAC est isocèle et rectangle en D, donc l'angle DAC=4π radians. Nous allons commencer par calculer la mesure AC à l'aide de la trigonométrie. En effet : cos(DAC)=ACAD AC=cos(DAC)AD AC=cos(4π)4 AC=(22)4
AC=42
Ainsi : DA⋅AC=−AD⋅AC. Ici, nous faisons intervenir −AD afin que le produit scalaire à calculer soit composé de deux vecteurs de même origine le point A dans notre situation. DA⋅AC=−∥∥AD∥∥×∥∥AC∥∥×cos(AD,AC) DA⋅AC=−4×42×cos(4π) DA⋅AC=−162×22
DA⋅AC=−16
Question 3
DE⋅CA
Correction
AECD est un carré, donc ses diagonales sont perpendiculaires, donc les vecteurs DE et CA sont orthogonaux. Donc :
DE⋅CA=0
Question 4
BA⋅BC
Correction
E est le projeté orthogonal de C sur la droite (BA). Donc : BA⋅BC=BE⋅BC BA⋅BC=BE⋅BA Les vecteurs BE et BA sont colinéaires et de même sens , il en résulte donc que : BA⋅BC=∥∥BE∥∥×∥∥BA∥∥×cos(0) BA⋅BC=3×7×1 Ainsi :
BA⋅BC=21
Question 5
DA⋅CB
Correction
D est le projeté orthogonal de C sur (DA) et A est le projeté orthogonal de B sur (DA). Donc : DA⋅CB=DA⋅DA Les vecteurs DA et DA sont colinéaires et de même sens , il en résulte donc que : DA⋅CB=∥∥DA∥∥×∥∥DA∥∥×cos(0) DA⋅CB=4×4×1 Ainsi :