Vidéo 6 : Coordonnées d'un vecteur et produits scalaires · 3 min 41 s · sous-titres en français
Le cours écrit
6.1 La propriété
Propriété. Dans une base orthonormée (,), si u(x;y), alors
x=u⋅ety=u⋅.
Autrement dit, u=(u⋅)+(u⋅).
Démonstration.u⋅=(x+y)⋅=x⋅+y⋅=x. De même, u⋅=y.
6.2 Deux ombres
Comme ∥∥=1, le nombre u⋅ est la mesure de l'ombre de u sur l'axe de , comptée avec son signe. De même pour u⋅. Les coordonnées d'un vecteur sont les mesures de ses deux ombres.
6.3 Une autre base orthonormée
La propriété vaut dans toute base orthonormée (e1,e2) : on peut lire un vecteur dans les directions qui comptent.
Exemple 16. Soit e1(54;53) et e2(−53;54), données dans la base (,). Alors
e1⋅e1=2516+259=1,e2⋅e2=259+2516=1,e1⋅e2=−2512+2512=0.
C'est bien une base orthonormée, tournée par rapport à la première.
6.4 Le vent sur la piste
Exemple 17. Sur un aérodrome, e1 suit la piste et e2 lui est perpendiculaire. Dans la base (,), où pointe vers l'est et vers le nord, le vent est w(10;5), en mètres par seconde. Dans la base de la piste :
w⋅e1=10×54+5×53=8+3=11,w⋅e2=10×(−53)+5×54=−6+4=−2.
Le vent fait donc 11 mètres par seconde le long de la piste et 2 mètres par seconde en travers : w=11e1−2e2.
Contrôle.11×54−2×(−53)=544+56=10 et 11×53−2×54=533−58=5. La norme ne dépend pas de la base : 112+22=125=102+52.
6.5 Avec le cercle trigonométrique
Pour tout réel θ, les vecteurs e1(cosθ;sinθ) et e2(−sinθ;cosθ) forment une base orthonormée, car cos2θ+sin2θ=1 et e1⋅e2=0.
Exemple 18. Avec θ=3π et u(2;0) : u⋅e1=2cos3π=1 et u⋅e2=−2sin3π=−3. Dans cette base, u a pour coordonnées (1;−3).