Normes et formule d'Al-Kashi

À propos de cette leçon

Première, spécialité › Produit scalaire

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Normes et formule d'Al-Kashi

Produit scalaire. produit scalaire, Al-Kashi, orthogonalité, projection orthogonale

Échauffement

Trois questions rapides sur des leçons déjà vues.

Découvrir

Que vaut ∥u⃗+v⃗∥2\|\vec{u} + \vec{v}\|^2 en général ?

  1. ∥u⃗∥2+2u⃗⋅v⃗+∥v⃗∥2\|\vec{u}\|^2 + 2\vec{u} \cdot \vec{v} + \|\vec{v}\|^2
  2. ∥u⃗∥2+∥v⃗∥2\|\vec{u}\|^2 + \|\vec{v}\|^2

L'idée clé

Le produit scalaire relie longueurs et angles.

Figure non à l'échelle

u⃗⋅v⃗=12(∥u⃗+v⃗∥2−∥u⃗∥2−∥v⃗∥2)\vec{u} \cdot \vec{v} = \dfrac{1}{2}\left(\|\vec{u} + \vec{v}\|^2 - \|\vec{u}\|^2 - \|\vec{v}\|^2\right).

Formule d'Al-Kashi : dans un triangle, BC2=AB2+AC2−2AB×AC×cos⁡A^BC^2 = AB^2 + AC^2 - 2AB \times AC \times \cos\widehat{A}.

Exemple corrigé

AB=5AB = 5, AC=8AC = 8, A^=π3\widehat{A} = \dfrac{\pi}{3}. Calcule BCBC.

BC2=25+64−2×5×8×12BC^2 = 25 + 64 - 2 \times 5 \times 8 \times \dfrac{1}{2}
Al-Kashi.
BC2=49BC^2 = 49
On calcule.
BC=7BC = 7
Longueur.

À toi, guidé

À toi : si A^=π2\widehat{A} = \dfrac{\pi}{2} et AB=3AB = 3, AC=4AC = 4, que vaut BCBC ?

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Pythagore.

Entraînement ★

  1. AB=6AB = 6, AC=2AC = 2 et A^=π3\widehat{A} = \dfrac{\pi}{3}. Calcule BC2BC^2.
  2. AB=8AB = 8, AC=2AC = 2 et A^=π3\widehat{A} = \dfrac{\pi}{3}. Calcule BC2BC^2.
  3. AB=3AB = 3, AC=5AC = 5 et A^=π3\widehat{A} = \dfrac{\pi}{3}. Calcule BC2BC^2.

Attention !

Entraînement ★★

  1. ∥u⃗∥=4\|\vec{u}\| = 4, ∥v⃗∥=1\|\vec{v}\| = 1 et u⃗⋅v⃗=4\vec{u} \cdot \vec{v} = 4. Calcule ∥u⃗+v⃗∥2\|\vec{u} + \vec{v}\|^2.
  2. ∥u⃗∥=9\|\vec{u}\| = 9, ∥v⃗∥=2\|\vec{v}\| = 2 et u⃗⋅v⃗=8\vec{u} \cdot \vec{v} = 8. Calcule ∥u⃗+v⃗∥2\|\vec{u} + \vec{v}\|^2.
  1. Problème final. Dans un triangle ABCABC, AB=3AB = 3, AC=4AC = 4 et A^=π3\widehat{A} = \dfrac{\pi}{3}.
  1. Dans un triangle rectangle en AA, AB=9AB = 9 et AC=12AC = 12. Calcule BC2BC^2 avec la formule d'Al-Kashi.
  1. ∥u⃗∥=5\|\vec{u}\| = 5, ∥v⃗∥=6\|\vec{v}\| = 6 et u⃗⋅v⃗=1\vec{u} \cdot \vec{v} = 1. Calcule ∥u⃗−v⃗∥2\|\vec{u} - \vec{v}\|^2.

Bilan

Trois questions pour vérifier que c'est acquis.

  1. AB=6AB = 6, AC=2AC = 2 et A^=π3\widehat{A} = \dfrac{\pi}{3}. Calcule BC2BC^2.
  2. AB=8AB = 8, AC=2AC = 2 et A^=π3\widehat{A} = \dfrac{\pi}{3}. Calcule BC2BC^2.
  3. AB=3AB = 3, AC=5AC = 5 et A^=π3\widehat{A} = \dfrac{\pi}{3}. Calcule BC2BC^2.

Fiche résumé

Al-Kashi

  • BC2=AB2+AC2−2AB×ACcos⁡A^BC^2 = AB^2 + AC^2 - 2AB \times AC\cos\widehat{A}.
  • Généralise Pythagore.

Attention : attention au signe si l'angle est obtus.

CC BY-SA 4.0