Comment déterminer les coordonnées d'un point à l'aide d'une relation vectorielle - Exercice 1

12 min
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Soit (0;i→;j→)\left(0;\overrightarrow{i} ;\overrightarrow{j} \right) un repère du plan. On considère les points A(2;1)A\left(2;1 \right) ; B(3;0)B\left(3;0\right) et C(−1;4)C\left(-1;4\right).
Question 1

Déterminer les coordonnées du point MM tel que AM→=2AC→\overrightarrow{AM}=2\overrightarrow{AC}.

Correction
Notons M(x;y)M\left(x;y \right) les coordonnées du point recherché. Commençons par calculer les vecteurs AC→\overrightarrow{AC} et AM→\overrightarrow{AM}.
AC→(xC−xAyC−yA)\overrightarrow{AC} \left(\begin{array}{c} {x_{C}-x_{A}} \\ {y_{C}-y_{A}} \end{array}\right) ainsi AC→(−1−24−1)\overrightarrow{AC} \left(\begin{array}{c} {-1-2} \\ {4-1} \end{array}\right) d'où : AC→(−33)\overrightarrow{AC} \left(\begin{array}{c} {-3} \\ {3} \end{array}\right)
AM→(xM−xAyM−yA)\overrightarrow{AM} \left(\begin{array}{c} {x_{M}-x_{A}} \\ {y_{M}-y_{A}} \end{array}\right) ainsi AM→(x−2y−1)\overrightarrow{AM} \left(\begin{array}{c} {x-2} \\ {y-1} \end{array}\right) d'où : AM→(x−2y−1)\overrightarrow{AM} \left(\begin{array}{c} {x-2} \\ {y-1} \end{array}\right)
De plus : 2AC→(−3×23×2)2\overrightarrow{AC} \left(\begin{array}{c} {-3\times2} \\ {3\times2} \end{array}\right) ainsi 2AC→(−66)2\overrightarrow{AC} \left(\begin{array}{c} {-6} \\ {6} \end{array}\right).
Or nous savons que : AM→=2AC→\overrightarrow{AM}=2\overrightarrow{AC}.
Il vient alors que :
(x−2y−1)=(−66)\left(\begin{array}{c} {x-2} \\ {y-1} \end{array}\right)=\left(\begin{array}{c} {-6} \\ {6} \end{array}\right)
On obtient alors deux équations à résoudre. Nous l'écrivons sous forme de système.
{x−2=−6y−1=6\left\{\begin{array}{ccccccc} {x-2} & {=} & {-6} \\ {y-1} & {=} & {6} \end{array}\right.
Ainsi :
{x=−6+2y=6+1\left\{\begin{array}{ccccccc} {x} & {=} & {-6+2} \\ {y} & {=} & {6+1} \end{array}\right.
{x=−4y=7\left\{\begin{array}{ccccccc} {x} & {=} & {-4} \\ {y} & {=} & {7} \end{array}\right.

Les coordonnées du point MM sont alors M(−4;7)M\left(-4;7\right)
Question 2

Déterminer les coordonnées du point PP tel que BP→=AB→+AC→\overrightarrow{BP}=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}.

Correction
Notons P(x;y)P\left(x;y \right) les coordonnées du point recherché. Commençons par calculer les vecteurs AB→\overrightarrow{AB} ; AC→\overrightarrow{AC} et BP→\overrightarrow{BP}.
AB→(xB−xAyB−yA)\overrightarrow{AB} \left(\begin{array}{c} {x_{B}-x_{A}} \\ {y_{B}-y_{A}} \end{array}\right) ainsi AB→(3−20−1)\overrightarrow{AB} \left(\begin{array}{c} {3-2} \\ {0-1} \end{array}\right) d'où : AB→(1−1)\overrightarrow{AB} \left(\begin{array}{c} {1} \\ {-1} \end{array}\right)
AC→(xC−xAyC−yA)\overrightarrow{AC} \left(\begin{array}{c} {x_{C}-x_{A}} \\ {y_{C}-y_{A}} \end{array}\right) ainsi AC→(−1−24−1)\overrightarrow{AC} \left(\begin{array}{c} {-1-2} \\ {4-1} \end{array}\right) d'où : AC→(−33)\overrightarrow{AC} \left(\begin{array}{c} {-3} \\ {3} \end{array}\right)
BP→(xP−xByP−yB)\overrightarrow{BP} \left(\begin{array}{c} {x_{P}-x_{B}} \\ {y_{P}-y_{B}} \end{array}\right) ainsi BP→(x−3y−0)\overrightarrow{BP} \left(\begin{array}{c} {x-3} \\ {y-0} \end{array}\right) d'où : BP→(x−3y)\overrightarrow{BP} \left(\begin{array}{c} {x-3} \\ {y} \end{array}\right)
Enfin calculons : AB→+AC→=(1−1)+(−33)=(−22)\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}=\left(\begin{array}{c} {1} \\ {-1} \end{array}\right)+\left(\begin{array}{c} {-3} \\ {3} \end{array}\right)=\left(\begin{array}{c} {-2} \\ {2} \end{array}\right)
Or nous savons que BP→=AB→+AC→\overrightarrow{BP}=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}. Il vient alors que :
(x−3y)=(−22)\left(\begin{array}{c} {x-3} \\ {y} \end{array}\right)=\left(\begin{array}{c} {-2} \\ {2} \end{array}\right)
On obtient alors deux équations à résoudre. Nous l'écrivons sous forme de système.
{x−3=−2y=2\left\{\begin{array}{ccccccc} {x-3} & {=} & {-2} \\ {y} & {=} & {2} \end{array}\right.
Ainsi :
{x=−2+3y=2\left\{\begin{array}{ccccccc} {x} & {=} & {-2+3} \\ {y} & {=} & {2} \end{array}\right.
{x=1y=2\left\{\begin{array}{ccccccc} {x} & {=} & {1} \\ {y} & {=} & {2} \end{array}\right.

Les coordonnées du point MM sont alors P(1;2)P\left(1;2\right)

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