Introduction aux Vecteurs
Définition et Caractéristiques d'un Vecteur
Imaginez que vous vous déplacez d'un point A à un point B. Ce déplacement peut être représenté par un vecteur. Un vecteur n'est pas un simple point, c'est une flèche qui indique une direction et une intensité.
Key Concepts:
- Origine et extrémité : Un vecteur est défini par deux points. Le premier point est son origine (le départ), le second est son extrémité (l'arrivée). On note souvent un vecteur de A vers B par . Si l'origine et l'extrémité sont les mêmes, c'est le vecteur nul.
- Direction, sens et norme : Ce sont les trois caractéristiques essentielles d'un vecteur :
- La direction est la droite sur laquelle repose le vecteur (ou toute droite parallèle). Par exemple, une direction horizontale, verticale, ou oblique.
- Le sens indique vers où on va sur cette direction. Par exemple, vers la droite ou vers la gauche sur une direction horizontale.
- La norme (ou longueur, ou magnitude) est la longueur du segment que représente le vecteur. Elle est notée . C'est la "taille" du déplacement.
- Représentation graphique d'un vecteur : On représente un vecteur par une flèche. L'origine de la flèche est le point de départ, la pointe de la flèche est le point d'arrivée. La longueur de la flèche représente sa norme.
Exemple : Si vous marchez de 3 mètres vers l'Est, votre déplacement est un vecteur. Sa direction est Est-Ouest, son sens est vers l'Est, et sa norme est 3 mètres.
Vecteurs Égaux
Deux vecteurs sont considérés comme égaux s'ils représentent "le même déplacement", peu importe leur point de départ.
Key Concepts:
- Même direction, même sens, même norme : C'est la condition fondamentale. Deux vecteurs et sont égaux si :
- La droite (AB) est parallèle à la droite (CD) (même direction).
- Le déplacement de A vers B est dans le même sens que le déplacement de C vers D (même sens).
- La longueur du segment AB est égale à la longueur du segment CD (même norme). On écrit alors .
- Translation : L'égalité de vecteurs est intimement liée à la notion de translation. Dire que signifie que le point D est l'image du point C par la translation de vecteur . Cela implique aussi que ABCD est un parallélogramme (éventuellement aplati).
- Coordonnées de vecteurs égaux : Si on travaille dans un repère, deux vecteurs sont égaux si et seulement si leurs coordonnées sont égales. Si , alors ils ont les mêmes coordonnées .
Exemple : Si vous marchez de 5 mètres vers le Nord, puis que votre ami marche également de 5 mètres vers le Nord (mais en partant d'un autre endroit), vos deux déplacements sont représentés par des vecteurs égaux.
Vecteur Nul et Vecteurs Opposés
Ces concepts sont nécessaires pour effectuer des opérations avec les vecteurs.
Key Concepts:
- Définition du vecteur nul : Le vecteur nul, noté , est le vecteur dont l'origine et l'extrémité sont confondues. Il représente un déplacement qui ne change pas la position. Sa norme est 0. Il n'a pas de direction ni de sens défini.
- Exemple : .
- Propriétés du vecteur nul : C'est l'élément neutre de l'addition vectorielle. Pour tout vecteur , .
- Définition et propriétés des vecteurs opposés : Le vecteur opposé d'un vecteur est le vecteur qui a la même direction, la même norme que , mais un sens contraire. Il est noté .
- Si , alors .
- La somme d'un vecteur et de son opposé est le vecteur nul : .
Exemple : Si vous marchez de 10 mètres vers l'Est (), le vecteur opposé représente un déplacement de 10 mètres vers l'Ouest.


