Géométrie vectorielle, droites et plans de l'espace

Décomposer des vecteurs dans l'espace - Exercice 1

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Soit ABCDEFGHABCDEFGH un cube.
Question 1

Décomposer le vecteur CF\overrightarrow{CF} dans la base (AD,AE)\left(\overrightarrow{AD} ,\overrightarrow{AE} \right)

Correction
Nous souhaitons décomposer le vecteur CF\overrightarrow{CF} dans la base (AD,AE)\left({\color{blue}{\overrightarrow{AD}}} ,{\color{red}{\overrightarrow{AE}}} \right)
D'après la relation de Chasles, nous pouvons écrire que :
CF=CB+BF\overrightarrow{CF} =\overrightarrow{CB} +\overrightarrow{BF}
Or CB=DA\overrightarrow{CB}=\overrightarrow{DA} et BF=AE\overrightarrow{BF} =\overrightarrow{AE} . Ainsi :
CF=DA+AE\overrightarrow{CF} =\overrightarrow{DA} +\overrightarrow{AE}
Enfin :
CF=AD+AE\overrightarrow{CF} =-{\color{blue}{\overrightarrow{AD}}} +{\color{red}{\overrightarrow{AE}}}

Question 2

Décomposer le vecteur ED\overrightarrow{ED} dans la base (CD,CG,CB)\left(\overrightarrow{CD} ,\overrightarrow{CG},\overrightarrow{CB} \right)

Correction
Nous souhaitons décomposer le vecteur ED\overrightarrow{ED} dans la base (CD,CG,CB)\left({\color{blue}{\overrightarrow{CD}}} ,{\color{red}{\overrightarrow{CG}}} ,{\color{green}{\overrightarrow{CB}}} \right)
D'après la relation de Chasles, nous pouvons écrire que :
ED=EA+AD\overrightarrow{ED} =\overrightarrow{EA} +\overrightarrow{AD}
Or EA=GC\overrightarrow{EA}=\overrightarrow{GC} et AD=BC\overrightarrow{AD} =\overrightarrow{BC} . Ainsi :
ED=GC+BC\overrightarrow{ED} =\overrightarrow{GC} +\overrightarrow{BC}
ED=CGCB\overrightarrow{ED} =-\overrightarrow{CG} -\overrightarrow{CB}
Enfin :
ED=CGCB\overrightarrow{ED} =-{\color{red}{\overrightarrow{CG}}} -{\color{green}{\overrightarrow{CB}}}
Question 3

Décomposer le vecteur AG\overrightarrow{AG} dans la base (DC,AD,HD)\left(\overrightarrow{DC} ,\overrightarrow{AD},\overrightarrow{HD} \right)

Correction
Nous souhaitons décomposer le vecteur AG\overrightarrow{AG} dans la base (DC,AD,HD)\left({\color{blue}{\overrightarrow{DC}}} ,{\color{red}{\overrightarrow{AD}}} ,{\color{green}{\overrightarrow{HD}}} \right)
D'après la relation de Chasles, nous pouvons écrire que :
AG=AB+BC+CG\overrightarrow{AG} =\overrightarrow{AB} +\overrightarrow{BC} +\overrightarrow{CG}
Or AB=DC\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC} et BC=AD\overrightarrow{BC} =\overrightarrow{AD} et CG=HD\overrightarrow{CG} =-\overrightarrow{HD} . Ainsi :
AG=DC+ADHD\overrightarrow{AG} =\overrightarrow{DC} +\overrightarrow{AD} -\overrightarrow{HD}
Enfin :
AG=DC+ADHD\overrightarrow{AG} ={\color{blue}{\overrightarrow{DC}}} +{\color{red}{\overrightarrow{AD}}}-{\color{green}{\overrightarrow{HD}}}