Vecteurs du plan : première Partie

Déterminer la nature d'un triangle - Exercice 2

15 min
25
Question 1
Soit (0;i;j)\left(0;\overrightarrow{i} ;\overrightarrow{j} \right) un repère du plan. On considère les points A(1;2)A\left(-1;2 \right) ; B(5;2)B\left(5;-2\right) et C(0;3)C\left(0;-3\right) .

Placer les points dans le repère .

Correction
Question 2

Calculer les longueurs ABAB, ACAC et BCBC .

Correction
Soit (0;i;j)\left(0;\overrightarrow{i} ;\overrightarrow{j} \right) un repère orthonormal du plan et deux points A(xA;yA)A\left(x_{A} ;y_{A} \right) et B(xB;yB)B\left(x_{B} ;y_{B} \right). La distance ABAB est donnée par la formule :
  • AB=(xBxA)2+(yByA)2AB=\sqrt{\left(x_{B} -x_{A} \right)^{2} +\left(y_{B} -y_{A} \right)^{2} }
  • Premieˋrement :\text{\color{blue}Premièrement :}
  • AB=(xBxA)2+(yByA)2AB=\sqrt{\left(x_{B} -x_{A} \right)^{2} +\left(y_{B} -y_{A} \right)^{2} } équivaut successivement à :
    AB=(5(1))2+(22)2AB=\sqrt{\left(5-\left(-1\right) \right)^{2} +\left(-2-2 \right)^{2} }
    AB=62+(4)2AB=\sqrt{6^{2} +\left(-4 \right)^{2} }
    AB=36+16AB=\sqrt{36+16 }
    AB=52AB=\sqrt{52 }
  • Deuxieˋmement :\text{\color{blue}Deuxièmement :}
  • AC=(xCxA)2+(yCyA)2AC=\sqrt{\left(x_{C} -x_{A} \right)^{2} +\left(y_{C} -y_{A} \right)^{2} } équivaut successivement à :
    AC=(0(1))2+(32)2AC=\sqrt{\left(0-\left(-1\right) \right)^{2} +\left(-3-2 \right)^{2} }
    AC=12+(5)2AC=\sqrt{1^{2} +\left(-5 \right)^{2} }
    AC=1+25AC=\sqrt{1+25}
    AC=26AC=\sqrt{26 }
  • Enfin :\text{\color{blue}Enfin :}
  • BC=(xCxB)2+(yCyB)2BC=\sqrt{\left(x_{C} -x_{B} \right)^{2} +\left(y_{C} -y_{B} \right)^{2} } équivaut successivement à :
    BC=(05)2+(3(2))2BC=\sqrt{\left(0-5 \right)^{2} +\left(-3-\left(-2\right) \right)^{2} }
    BC=(5)2+(1)2BC=\sqrt{\left(-5 \right)^{2} +\left(-1 \right)^{2} }
    BC=25+1BC=\sqrt{25+1}
    BC=26BC=\sqrt{26 }

    Dans un premier temps, comme BC=ACBC=AC alors le triangle ABCABC est isocèle en CC.
    Mais d'après la question 11, on peut aussi conjecturer que le triangle est rectangle en CC. Démontrons cette conjecture à la question suivante.
    Question 3

    Quelle est la nature du triangle ABCABC .

    Correction
    Nous pouvons déjà affirmé que le triangle ABCABC est isocèle en CC car BC=ACBC=AC.
    De plus :
  • D’une part :\text{\color{blue}D'une part :} AB2=(52)2=52AB^{2}=\left(\sqrt{52} \right)^{2} =52
  • D’autre part :\text{\color{blue}D'autre part :} BC2+AC2=(26)2+(26)2BC^{2}+AC^{2}=\left(\sqrt{26}\right)^{2}+\left(\sqrt{26}\right)^{2} ainsi : BC2+AC2=26+26=52BC^{2}+AC^{2}=26+26=52
  • Il en résulte donc que :
    AB2=BC2+AC2AB^{2} =BC^{2}+AC^{2} alors, d’après la réciproque du théorème de Pythagore, le triangle ABCABC est rectangle isocèle en CC.