Mathématiques : 3ème Année Collège

Séance 11 (Vecteurs et translation)

 

 

Professeur : Mr BENGHANI Youssef

 

Sommaire

 

I- Les vecteurs

1-1/ Vocabulaire

1-2/ Égalité de deux vecteurs

1-3/ Vecteur opposé

1-4/ Somme de deux vecteurs

1-5/ Relation de Chasles

1-6/ Produit d’un vecteur par un nombre réel

1-7/ Propriété des points alignés et des droites parallèles

1-8/ Vecteur et milieu d’un segment

II- La translation

2-1/ Image d’un point par une translation

2-2/ Image des figures usuelles par une translation

III- Exercices

3-1/ Exercice 1

3-2/ Exercice 2

3-3/ Exercice 3

3-4/ Exercice 4

3-5/ Exercice 5

3-6/ Exercice 6

3-7/ Exercice 7

 


I- Les vecteurs

 

1-1/ Vocabulaire

Définition

Un vecteur AB→ est caractérisé par trois composantes :

  • La direction : la direction de la droite (AB)
  • Le sens : de A vers B
  • La Longueur : la distance AB

Remarque

Tout point A définit un vecteur nul noté 0→, on écrit : AA→=0→.

 

 

 

 

1-2/ Égalité de deux vecteurs

Propriété

AB→=CD→ signifie que :

  • AB→ et CD→ ont la même direction : (AB)∥(CD)
  • AAB→ et CD→ ont le même sens
  • AB→ et CD→ ont la même longueur : AB=CD
    Remarque

    Si AB→=CD→ tel que les points ne sont pas alignés, alors le quadrilatère ABDC est un parallélogramme.

    Exemple

 

 

 

 

1-3/ Vecteur opposé

Définition

Le vecteur opposé d’un vecteur AB→ est le vecteur BA→, et on écrit : AB→=-BA→.

Remarque

Deux vecteurs opposés ont la même direction et même longueur, mais ils ont des sens opposés.

Exemple

 

 

 

 

1-4/ Somme de deux vecteurs

Définition

La somme de deux vecteurs AB→ et AD→ est le vecteur AC→ tel que ABCD soit un parallélogramme.

On écrit : AC→=AB→+AD→

Exemple

 

 

 

 

1-5/ Relation de Chasles

Propriété

Pour tous les points A, B et C, on a : AB→+BC→=AC→

C'est appelé : Relation de Chasles

Exemple

 

 

 

 

1-6/ Produit d’un vecteur par un nombre réel

Définition

Soit k un nombre réel et AB→ un vecteur non nul.

Le vecteur AC→ est le produit du vecteur AB→ par le nombre réel k si C∈(AB) tel que AC→=kAB→

  • Si k>0 alors AC= k.AB et AB→ et AC→ ont le même sens.
  • Si k<0 alors AC= k.AB et AB→ et AC→ ont des sens contraires.
Exemple

 

 

 

1-7/ Propriété des points alignés et des droites parallèles

Propriété 1

Si AC→=kAB→ alors A, B et C sont des points alignés.

Propriété 2

Si AB→=kMN→ alors (AB)∥(MN), on dit que les vecteurs AB→ et MN→ sont colinéaires.

Exemple

 

 

 

1-8/ Vecteur et milieu d’un segment

Propriété

A, B et M sont des points.

M est le milieu de AB signifie que :

AM→=MB→=12AB→MA→+MB→=0→MA→=-MB→

Exemple

 

 

II- La translation

 

2-1/ Image d’un point par une translation

Définition

A et B sont deux points distincts.

M' est l’image de M par la translation qui transforme A en B signifie que :

  • MM'→=AB→
  • ABM'M est un parallélogramme

Remarque

Si M∈(AB) alors M' l’image de M par la translation de vecteur AB→ appartient à la droite (AB).

 

 

Propriété

Soient M et N deux points du plan.

Si M' et N’ sont les images respectives des points M et N par une translation, alors M'N'→=MN→.

Exemple

 

 

 

 

 

2-2/ Image des figures usuelles par une translation

Propriété

L’image d’une droite (AB) par une translation est une droite (A’B’) parallèle à (AB).

Exemple

 

 

 

Propriété

L’image d’un segment AB par une translation est un segment [A'B’] de même longueur.

Exemple

 

 

 

 

Propriété

L’image d’un angle ABC^ par une translation est un angle A'B'C'^ de même mesure.

Exemple

 

 

 

 

Propriété

L’image d’un cercle C par une translation est un cercle C' de même rayon.

Exemple

 

 

 

III- Exercices

 

3-1/ Exercice 1

Exprimer le plus simple possible les expressions suivantes :

1 AC→-BC→=2 DA→+AB→-DB→=3 MO→+AM→+OA→=4 OA→+DO→+AB→+CD→+BC→=5 AD→-FD→+ED→-AF→+BE→+AB→=6 3AB→-2DA→-2AB→-3DA→=

 

 

3-2/ Exercice 2

On considère un triangle ABC.

Construire les points K, L, M et N tel que :

AK→=AB→+2AC→AL→=AB→+AC→AM→=-32AB→AN→=12AB→+12AC→

 

 

3-3/ Exercice 3

ABC est un triangle

  1. Construire le point M l’image du point C par la translation qui transforme A en B.
  1. Construire le point N tel que : BN→=BA→+BC→
  1. Montrer que le point C est le milieu du segment [MN].

 

 

3-4/ Exercice 4

EFG est un triangle et le point I est le milieu de [EG] et le point H est le symétrique du point F par rapport au point I.

Soit t la translation qui transforme E en F.

  1. Construire le point K l’image de G par la translation t.
  1. Montrer que G est l’image de H par la translation t.
  1. En déduire que G est le milieu de [HK].

Soit (C) le cercle de diamètre HK.

  1. Déterminer l’image du cercle (C) par la translation t.

 

 

3-5/ Exercice 5

Soient A, B, C et D des points dans le plan.

  1. Prouver que les point B, C et D sont alignés si 5AD→=3AB→+2AC→.
  1. Prouver que les point A, C et D sont alignés si 7BC→=4BA→+3BD→.

 

 

3-6/ Exercice 6

Soit ABC un triangle.

  1. Construire les points D et E tel que BD→=13BC→ et CE→=2AB→.

 

  1. Montrer que : AD→=23AB→+13AC→ et AE→=2AB→+AC→.

 

  1. En déduire que les points A, E et D sont alignés.

 

 

 

3-7/ Exercice 7

EFG est un triangle et O est le milieu de [FG].

On considère t la translation qui transforme E en O.

  1. Construire les points A et B tel que A est l’image de F par la translation t et EB→=EG→+EO→.
  1. Prouver que B est l’image de G par la translation t.
  1. Déterminer l’image de la droite (EF) par la translation t.
  1. Montrer que FEG^=AOB^.

Soit K un point tel que : FK→=-2EO→.

  1. Construire le point K.
  1. Montrer que les points A, K et F sont alignés.