Série exercices : Analytiques du Produit scalaire dans le plan
📅 February 06, 2024 | 👁️ Views: 659

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\newcolumntype{C}{>{\Centering\arraybackslash}X}
\begin{document}
\thispagestyle{empty}
\begin{center}
\begin{tabularx}{\textwidth}{@{} CCC @{}}
%\toprule
\multirow{2}{*}{\parbox{\linewidth}{Prof MOSAID \newline \mylink }}
& Serie - Produit scalaire &\hfill 1BAC-SE \\
\bottomrule
\end{tabularx}
\end{center}
\textbf{\underline{Exercice 1:}}\\
\noindent
\begin{tabular}{@{}p{0.01\textwidth}|p{0.98\textwidth}}
& Soient les vecteurs \( \vec{u}(2, -1) \) et \( \vec{v}(3, 4) \).\\
&1. Calculez le produit scalaire \( \vec{u} \cdot \vec{v} \).\\
&2. Calculez la norme des vecteurs \( \vec{u} \) et \( \vec{v} \).\\
&3. Calculer \( \sin(\overline{\vec{u},\vec{v}}) \) et \( \cos(\overline{\vec{u},\vec{v}}) \).
En déduir la mesure \( (\overline{\vec{u},\vec{v}}) \)\\
&4.1 Trouvez un vecteur \( \vec{w} \) tel que \( \vec{w} \) soit orthogonal à
\( \vec{u} \) et \( \vec{v} \). \\
&4.2 Verifier que \( \vec{w} \) est bien orthogonal à \( \vec{u} \) et \( \vec{v} \).\\
\end{tabular}
\\
\\
\textbf{\underline{Exercice 2:}}\\
\noindent
\begin{tabular}{@{}p{0.01\textwidth}|p{0.98\textwidth}}
& Le plan est muni d'un repère orthonormé \((O,\vec{i},\vec{j})\). Soient
\(\vec{u}=a\vec{i}+(2+a)\vec{j}\quad;\quad\vec{v}=4\vec{i}+(2+a)\vec{j}\quad a\in\mathbb{R}\)\\
&1. Determiner \(a\) tel que \(\vec{u}\perp\vec{v}\)\\
&2. On pose \(a=-1\)\\
&2.1 Determiner une équation cartésienne pour chacune des droites:\\
&\begin{itemize}[topsep=3pt, partopsep=0pt, parsep=0pt, itemsep=0pt,
after=\vspace*{-\baselineskip}, before=\vspace*{-\baselineskip}]
\item \((D)\) passant par \(I(1,0 )\) et dirigée par \(\vec{u}\)
\item \((\Delta)\) passant par \(J(0,1)\) et de vecteur normal \(\vec{n}(2-\sqrt{3},1)\)
\end{itemize}\\
&2.2 Calculer \(\sin(\overline{\vec{u},\vec{v}})\) et \(\cos(\overline{\vec{u},\vec{v}})\).
En déduir la mesure principale \((\overline{\vec{u},\vec{v}})\) \\
\end{tabular}
\\
\\
\textbf{\underline{Exercice 3:}}\\
\noindent
\begin{tabular}{@{}p{0.01\textwidth}|p{0.98\textwidth}}
& Le plan est muni d'un repère orthonormé \((O,\vec{i},\vec{j})\). Soient les points
\(A(1,3)\), \(B(3,2)\) et \(C(2,1)\)\\
& Determiner analytiquement l'ensemble des points \(M\) du plan tels que
\(MA^2-3MB^2+2MC^2=0\).
\end{tabular}
\\
\\
\textbf{\underline{Exercice 4:}}\\
\noindent
\begin{tabular}{@{}p{0.01\textwidth}|p{0.98\textwidth}}
& Le plan est muni d'un repère orthonormé \((O,\vec{i},\vec{j})\). Soient les points
\(A(-1,-3)\), \(B(2,1)\) et \(C(6,-2)\)\\
&1. Déterminer une équation cartésienne de la droite \((D)\) médiatrice du ségement \([AB]\)\\
&2. Montrer que \(\overrightarrow{AB} \cdot \overrightarrow{AC} = 25\).
En déduir \(\cos(\overline{\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AC}})\)\\
&3. Déterminer la nature de l'ensemble des points
\((\Delta)=\{M\in\mathcal{P}/ \overrightarrow{AM}\cdot \overrightarrow{AC}=AB^2-5 \}\)\\
&4. Soit \((D_m): m^2x-(2m+1)x-3=0\). determiner \(m\) tel que \((\Delta)\perp (D_m)\)\\
\end{tabular}
\\
\textbf{\underline{Exercice 5:}}\\
\noindent
\begin{tabular}{@{}p{0.01\textwidth}|p{0.98\textwidth}}
& Le plan est muni d'un repère orthonormé \((O,\vec{i},\vec{j})\). Soient les points
\(A(3,1)\), \(B(-1,5)\) et \(C(1,1)\) et le cercle \(\mathscr{C}\) de center \(\Omega(-2,3)\)
et de rayon 5 \\
&1. Determiner une équation cartésienne du cercle \(\mathscr{C}\) \\
&2. Determiner la position des points \(A, B \) et \( C\) par rapport au cercle \(\mathscr{C}\) \\
&3. Determiner une équation cartésienne du cercle circonscrit au triangle \(ABC\)\\
\end{tabular}
\\
\\
\textbf{\underline{Exercice 6:}}\\
\noindent
\begin{tabular}{@{}p{0.01\textwidth}|p{0.98\textwidth}}
& Le plan est muni d'un repère orthonormé \((O,\vec{i},\vec{j})\). Soient les points
\(A(1,2)\), \(B(0,5)\) \\
&et le cercle \(\mathscr{C}: \quad x^2+y^2-2x-3=0 \) et la droite \(D: \quad x-2y+3=0\)\\
&1. Determiner le centre et rayon du cercle \(\mathscr{C}\) \\
&2.1 Vérifier que \(A\in \mathscr{C} \)\\
&2.2 Déterminer une équation cartésienne de la droite \(\Delta\) de vecteur normal
\(\vec{n}(3,4)\) passant par \(B\)\\
&2.3 Montrer que \(\mathscr{C} \cap \Delta = \emptyset \)\\
&3 Montrer que \(\mathscr{C} \) et \( (D)\) se coupent et determiner l'intersection\\
&4. Résoudre graphiquement
\(\begin{cases}
x^2+y^2-2x-3 <0 \\
x-2y+3\ge0
\end{cases}
\)\\
&6. Déterminer l'équation cartésienne de la droite tangente au cercle \(\mathscr{C}\)
au point \(A\)\\
\end{tabular}
\\
\\
\noindent
\textbf{\underline{Exercice 7:}}\\
\noindent
\begin{tabular}{@{}p{0.01\textwidth}|p{0.98\textwidth}}
&Dans un plan muni d'un repère orthonormé \((O,\vec{i},\vec{j})\).
On Considére le cercle \(\mathscr{C}: \quad x^2+y^2-2x-3=0 \).\\
&1. Determiner le centre et rayon du cercle \(\mathscr{C}\) \\
&2. Déterminer une reprèsentation paramètrique du cercle \(\mathscr{C}\) \\
&3. Etudier l'intersection du cercle \(\mathscr{C}\) et les axes du repère\\
&4. Determiner les équations cartésiennes des deux tangentes à \(\mathscr{C}\)
qui ont le vecteur normal \(\vec{n}(4,3)\)\\
&5. Determiner les équations cartésiennes des deux tangentes à \(\mathscr{C}\)
passants par \(A(2,1)\)\\
\end{tabular}
\\
\\
\textcolor{white}{.}\hfill \mylink
\clearpage
\thispagestyle{empty}
\begin{center}
\begin{tabularx}{\textwidth}{@{} CCC @{}}
%\toprule
\multirow{2}{*}{\parbox{\linewidth}{Prof MOSAID \newline \mylink }}
& Serie - Produit scalaire &\hfill 1BAC-SE \\
\bottomrule
\end{tabularx}
\end{center}
\textbf{\underline{Exercice 8:}}\\
\noindent\begin{tabular}{@{}p{0.01\textwidth}|p{0.98\textwidth}}
&Dans un plan muni d'un repère orthonormé \((O,\vec{i},\vec{j})\).
On Considére \(\mathscr{C}\) l'ensemble des points \(M(x,y)\) tels que \(x^2+y^2-2x-3y=0 \).\\
&1. Montrer que \(\mathscr{C}\) est un cercle, un de ses diamètres est \([AB]\) tel que \(A(2,0)\)
et \(B(0,3)\)\\
&2.1 Vérifier que \(C(2,3)\in \mathscr{C} \)\\
&2.2. Déterminer l'équation cartésienne de la droite tangente au cercle \(\mathscr{C}\)
au point \(C\)\\
&3.1 Vérifier que \(E(-2,-3)\) est à l'exterieur du cercle \(\mathscr{C}\)\\
&3.2 Determiner les équations cartésiennes des deux tangentes à \(\mathscr{C}\)
passants par \(E\)\\
&4. Soit \(\mathscr{C'}\) le cercle de centre \(B\) et de rayon \(OB\).
determiner l'intersection de \(\mathscr{C}\) et \(\mathscr{C'}\)\\
&5.1 Déterminer l'intersection de \((OC)\) et le cercle \(\mathscr{C}\)\\
&5.1 Résoudre graphiquement dans \(\mathbb{R}^2\)
\(\begin{cases}
x^2+y^2-2x-3y \le 0 \\
3x-2y+3\le0
\end{cases}
\)\\
\end{tabular}
\\
\\
\textbf{\underline{Exercice 9:}}\\
\noindent\begin{tabular}{@{}p{0.01\textwidth}|p{0.98\textwidth}}
& Le plan est muni d'un repère orthonormé \((O,\vec{i},\vec{j})\). Soient les points
\(A(-,2)\), \(B(0,-1)\) et \(C(-2,0)\) et \(\mathscr{C}\)
l'ensemble des points \(M(x,y)\) tels que \(x^2+y^2-2x-2y-3=0 \).\\
&1. Montrer que \(\mathscr{C}\) est un cercle de rayon \(r=\sqrt{5}\), en determinant son centre\\
&2. Determiner la position des points \(A, B \) et \( C\) par rapport au cercle \(\mathscr{C}\) \\
&3. Déterminer l'équation cartésienne de la droite tangente au cercle \(\mathscr{C}\)
au point \(A\)\\
&4.1 Montrer que la droite \(\Delta:\quad x+2y+2=0\) et tangente à \(\mathscr{C}\)
passant par \(C\)\\
&4.2 Déterminer l'autre tangente qui passe par \(C\)\\
&5.1 Calculer \(\overrightarrow{CA}\cdot\overrightarrow{CB}\), en déduir que
le triangle \(ABC\) est rectangle en \(C\)\\
&5.2. Determiner une équation cartésienne du cercle \(\mathscr{C'}\) circonscrit au triangle \(ABC\)\\
&6 Résoudre graphiquement le système
\((x,y)\in\mathbb{R}^2 \quad\begin{cases}
x^2+y^2-2x-2y-3 \le 0 \\
x^2+y^2+x-y-2 \le 0 \\
\end{cases}
\)\\
&7. Déterminer l'intersection du cercle \(\mathscr{C}\) et la droite d'équation \(x-3y-3=0\)\\
\end{tabular}
\\
\\
\textcolor{white}{.}\hfill \underline{MOSAID le \today}\\
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