Équations cartésiennes d'une droite et les systèmes linéaires

Exercices types : 22ème partie - Exercice 3

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Soit ABCDABCD un parallélogramme. On considère les points GG et HH par : GA=35GB\overrightarrow{GA} =\frac{3}{5}\overrightarrow{GB} et AH=3AC\overrightarrow{AH} =3\overrightarrow{AC}.
Question 1

Exprimer le vecteur GA\overrightarrow{GA} en fonction du vecteur AB\overrightarrow{AB}

Correction
Nous savons que :
GA=35GB\overrightarrow{GA} =\frac{3}{5}\overrightarrow{GB}, il vient alors que :
5GA=3GB5\overrightarrow{GA} =3\overrightarrow{GB}, puis d'après la relation de Chasles, on a :
5GA=3(GA+AB)5\overrightarrow{GA} =3(\overrightarrow{GA}+\overrightarrow{AB})
5GA=3GA+3AB5\overrightarrow{GA} =3\overrightarrow{GA}+3\overrightarrow{AB}
5GA3GA=3AB5\overrightarrow{GA} -3\overrightarrow{GA}=3\overrightarrow{AB}
2GA=3AB2\overrightarrow{GA} =3\overrightarrow{AB}
D'où :
GA=32AB\overrightarrow{GA} =\frac{3}{2}\overrightarrow{AB}
Question 2

Exprimer les vecteur GD\overrightarrow{GD} et GH\overrightarrow{GH} en fonction des vecteur AB\overrightarrow{AB} et AC\overrightarrow{AC}.

Correction
D'une part :
GD=GA+AC+CD\overrightarrow{GD}=\overrightarrow{GA}+\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{CD} d'après la relation de Chasles :
GD=32AB+AC+CD\overrightarrow{GD}=\frac{3}{2}\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{CD} . Comme ABCDABCD un parallélogramme alors CD=AB\overrightarrow{CD}=-\overrightarrow{AB}
GD=32AB+ACAB\overrightarrow{GD}=\frac{3}{2}\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}-\overrightarrow{AB}
GD=12AB+AC\overrightarrow{GD}=\frac{1}{2}\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}

D'autre part :
GH=GA+AH\overrightarrow{GH}=\overrightarrow{GA}+\overrightarrow{AH} d'après la relation de Chasles :
GH=32AB+AH\overrightarrow{GH}=\frac{3}{2}\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AH} car GA=32AB\overrightarrow{GA} =\frac{3}{2}\overrightarrow{AB}
GH=32AB+3AC\overrightarrow{GH}=\frac{3}{2}\overrightarrow{AB}+3\overrightarrow{AC}
car AH=3AC\overrightarrow{AH} =3\overrightarrow{AC}
Question 3

Que peut-on en déduire pour les points GG,DD et HH.

Correction
On sait que : GH=32AB+3AC\overrightarrow{GH}=\frac{3}{2}\overrightarrow{AB}+3\overrightarrow{AC} et GD=12AB+AC\overrightarrow{GD}=\frac{1}{2}\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}. Il en résulte donc que :
GH=3GD\overrightarrow{GH}=3\overrightarrow{GD}

Les vecteurs GH\overrightarrow{GH} et GD\overrightarrow{GD} sont colinéaires. Les points GG,DD et HH sont donc alignés.