CALCUL VECTORIEL

Cours

Définition 1 :

Le vecteur \(\overrightarrow{AB}\) est défini par :

  • sa direction : la droite \((AB)\).
  • son sens : de \(A\) vers \(B\).
  • sa longueur : la distance \(AB\).

Propriété 1 :

\(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{CD}\) équivaut à \(ABDC\) est un parallélogramme (éventuellement aplati).

Méthode : Construire un vecteur égal à un vecteur donné

Soit \(A\) un point donné et \(\overrightarrow{MN}\) un vecteur donné.
Pour construire le point \(B\) tel que \(\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{MN}\), on trace le parallélogramme \(MNBA\) (éventuellement aplati).

\(A\), \(M\) et \(N\) ne sont pas alignés

M N A B
\(\overrightarrow{MN}\)
\(\overrightarrow{AB}\)

\(A\), \(M\) et \(N\) sont alignés

M N A B
\(\overrightarrow{MN}\)
\(\overrightarrow{AB}\)

Définition 2 :

Soit \(A\), \(B\), \(C\) trois points quelconques,

\(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC}\)

Cette égalité est appelée la relation de Chasles.

Méthode : Construction du vecteur somme

\(\overrightarrow{AB}\) et \(\overrightarrow{CD}\) sont deux vecteurs donnés.

On construit \(B'\) tel que \(\overrightarrow{CD} = \overrightarrow{BB'}\).

On applique la relation de Chasles :
\(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{CD} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BB'} = \overrightarrow{AB'}\)

A B B'
\(\overrightarrow{AB}\)
\(\overrightarrow{CD} = \overrightarrow{BB'}\)
\(\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{CD} = \overrightarrow{AB'}\)

Définition 3 :

Le vecteur \(\overrightarrow{BA}\) est appelé opposé du vecteur \(\overrightarrow{AB}\). On note :

\(\overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB}\)

(Il a même direction, même longueur mais le sens contraire.)

Remarque :

On retrouve une relation déjà connue pour les nombres réels :

\(\overrightarrow{AB} + \left(-\overrightarrow{AB}\right) = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BA} = \overrightarrow{AA} = \overrightarrow{0}\)

Si on ajoute un vecteur et son opposé, on obtient le vecteur nul.

Définition 4 :

On appelle soustraction de \(\overrightarrow{u}\) par \(\overrightarrow{v}\) l'addition de \(\overrightarrow{u}\) et l'opposé de \(\overrightarrow{v}\) :

\(\overrightarrow{u} - \overrightarrow{v} = \overrightarrow{u} + \left(-\overrightarrow{v}\right)\)