📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Définition : Soient $\vec{u}$ et $\vec{v}$ deux vecteurs. Le produit scalaire $\vec{u} \cdot \vec{v}$ est le réel défini par :
- Si $\vec{u}=\vec{0}$ ou $\vec{v}=\vec{0}$, $\vec{u} \cdot \vec{v} = 0$.
- Sinon, $\vec{u} \cdot \vec{v} = |\vec{u}| \cdot |\vec{v}| \cdot \cos(\vec{u}, \vec{v})$.
- Propriétés : Symétrie ($\vec{u} \cdot \vec{v} = \vec{v} \cdot \vec{u}$), bilinéarité, et $\vec{u}^2 = |\vec{u}|^2$.
- Expression analytique : Dans une base orthonormée, si $\vec{u}(x, y)$ et $\vec{v}(x', y')$, alors $\vec{u} \cdot \vec{v} = xx' + yy'$.
- Orthogonalité : $\vec{u} \perp \vec{v} \iff \vec{u} \cdot \vec{v} = 0$.
- Équation de droite : Une droite passant par $A(x_0, y_0)$ de vecteur normal $\vec{n}(a, b)$ a pour équation $a(x-x_0) + b(y-y_0) = 0$.
Méthodes à maîtriser
- Calculer un produit scalaire via la projection orthogonale : $\vec{AB} \cdot \vec{AC} = \vec{AB} \cdot \vec{AH}$ où $H$ est le projeté de $C$ sur $(AB)$.
- Utiliser le théorème de la médiane pour calculer des longueurs dans un triangle.
- Déterminer l'équation cartésienne d'une droite à partir d'un vecteur normal.
- Utiliser $\vec{u} \cdot \vec{v} = \frac{1}{2}(|\vec{u}|^2 + |\vec{v}|^2 - |\vec{u}-\vec{v}|^2)$.
Exemples corrigés
- Exemple 1 : Soient $A(1, 2)$ et $B(3, 4)$. $\vec{AB}(2, 2)$. $|\vec{AB}| = \sqrt{2^2+2^2} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}$.
- Exemple 2 : Droite passant par $A(1, 1)$ de vecteur normal $\vec{n}(2, -3)$ : $2(x-1) - 3(y-1) = 0 \iff 2x - 3y + 1 = 0$.
Erreurs fréquentes
- Confondre le produit scalaire (qui donne un réel) avec le produit vectoriel (qui donne un vecteur, à voir plus tard).
- Oublier que le produit scalaire est nul si l'un des vecteurs est nul.
- Faire une erreur de signe dans l'équation de la droite.