Fiche de révision : Barycentres et trigonométrie

Plan du Cours

  1. Équations du second degré
  2. Inéquations polynomiales
  3. Équations et systèmes réductibles
  4. Systèmes linéaires à trois inconnues
  5. Notion de limite
  6. Calculs de limites
  7. Limites et continuité
  8. Dérivation et tangentes
  9. Fonctions et applications
  10. Étude globale des fonctions
  11. Suites numériques
  12. Dénombrement et barycentre
  13. Barycentre de points pondérés
  14. Applications du barycentre
  15. Angles orientés et cercle
  16. Trigonométrie et équations
  17. Droites et cercles analytiques
  18. Translations du plan

1. Équations du second degré

Notions clés & Définitions

  • Polynôme du second degré : Une fonction définie par f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c avec a0a\ne0 et a,b,cRa,b,c\in\mathbb{R}.

★ À maîtriser

📐 Formule — Le discriminant du polynôme P(x)=ax2+bx+cP(x)=ax^2+bx+c est Δ=b24ac\Delta=b^2-4ac.

📌 Si Δ>0\Delta>0, l’équation admet deux solutions distinctes x1=bΔ2ax_1=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a} et x2=b+Δ2ax_2=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a} ; si Δ=0\Delta=0, elle admet une solution double x=b2ax=-\frac{b}{2a} ; si Δ<0\Delta<0, elle n’admet aucune solution réelle.

📌 Pour une équation du second degré dépendant d’un paramètre, il faut d’abord étudier le cas où le coefficient de x2x^2 est nul, puis calculer le discriminant et étudier son signe selon les valeurs du paramètre.

Compléments

📐 Formule — Si un polynôme du second degré admet deux racines x1x_1 et x2x_2, leur somme vaut x1+x2=bax_1+x_2=-\frac ba et leur produit vaut x1x2=cax_1x_2=\frac ca.

Astuce mémo

Discriminant → nombre de racines → solutions

2. Inéquations polynomiales

Notions clés & Définitions

  • Inéquation du second degré : Une inéquation de la forme ax2+bx+c>0ax^2+bx+c>0, ax2+bx+c<0ax^2+bx+c<0, ax2+bx+c0ax^2+bx+c\ge0 ou ax2+bx+c0ax^2+bx+c\le0 avec a0a\ne0.

Points essentiels

📌 Pour étudier le signe d’un polynôme du second degré, on calcule son discriminant puis on distingue les cas Δ<0\Delta<0, Δ=0\Delta=0 et Δ>0\Delta>0.

📌 Si Δ<0\Delta<0, le polynôme est partout du signe de a ; si Δ=0\Delta=0, il est du signe de a sauf à sa racine double ; si Δ>0\Delta>0, il est du signe de a à l’extérieur des racines et du signe opposé entre elles.

  • Résoudre une inéquation du second degré consiste à étudier le signe du polynôme correspondant, puis à sélectionner les intervalles où le signe demandé est vérifié.

Astuce mémo

Signe du discriminant → signe du polynôme → intervalles solutions

3. Équations et systèmes réductibles

Notions clés & Définitions

  • Équation bicarrée : Une équation de la forme ax4+bx2+c=0ax^4+bx^2+c=0 avec a0a\ne0.

Points essentiels

  • Pour résoudre une équation bicarrée, on pose X=x2X=x^2 afin de la transformer en équation du second degré aX2+bX+c=0aX^2+bX+c=0, puis on retient seulement les valeurs de X positives ou nulles correspondant à des valeurs réelles de x.

  • Pour résoudre une équation irrationnelle p(x)=q(x)\sqrt{p(x)}=q(x), il faut imposer p(x)0p(x)\ge0 et q(x)0q(x)\ge0, résoudre p(x)=q(x)2p(x)=q(x)^2, puis conserver les solutions vérifiant l’équation initiale.

Astuce mémo

Substitution → second degré → factorisation → tableau de signes

4. Systèmes linéaires à trois inconnues

Notions clés & Définitions

  • Système linéaire à trois inconnues : Constitué de trois équations du premier degré en x, y et z, et dont la résolution consiste à déterminer tous les triplets réels vérifiant simultanément les trois équations.

Points essentiels

  • Les quatre méthodes sont:

    • La substitution
    • Le pivot de Gauss
    • La méthode de Cramer
    • La méthode de Sarrus
  • La méthode du pivot de Gauss transforme un système en un système équivalent triangulaire par combinaisons linéaires, puis se résout en remontant depuis la dernière inconnue.

📐 Formule — Dans la méthode de Cramer ou de Sarrus, si ΔS0\Delta_S\ne0, les solutions sont x=ΔxΔSx=\frac{\Delta_x}{\Delta_S}, y=ΔyΔSy=\frac{\Delta_y}{\Delta_S} et z=ΔzΔSz=\frac{\Delta_z}{\Delta_S}.

Astuce mémo

Substitution, Gauss, Cramer, Sarrus

5. Notion de limite

Notions clés & Définitions

  • Limite à l’infini : Le comportement d’une fonction lorsque ses valeurs deviennent arbitrairement grandes quand la variable tend vers plus ou moins l’infini.

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour tout entier naturel non nul n, limx+1xn=0\lim_{x\to+\infty}\frac1{x^n}=0 et limx1xn=0\lim_{x\to-\infty}\frac1{x^n}=0.

📌 Une limite à droite en x₀ est la limite lorsque x tend vers x₀ avec x>x₀, tandis qu’une limite à gauche est la limite lorsque x tend vers x₀ avec x<x₀.

Compléments

📐 Formule — La fonction f(x)=1x2f(x)=\frac1{x^2} tend vers ++\infty lorsque x tend vers 0 par la droite ou par la gauche.

Astuce mémo

À l’infini ≠ en un point ; à droite ≠ à gauche

6. Calculs de limites

★ À maîtriser

📌 Si une fonction f est encadrée par g et h, avec gfhg\le f\le h et limg=limh=l\lim g=\lim h=l, alors limf=l\lim f=l ; c’est le théorème des deux gendarmes.

📐 Formule — La limite de référence est limu0sinuu=1\lim_{u\to0}\frac{\sin u}{u}=1.

  • Pour calculer la limite de f(ax+b)f(ax+b) lorsque x tend vers x₀, on pose u=ax+bu=ax+b, puis u tend vers ax0+bax_0+b.

Compléments

📌 Si fgf\le g sur un intervalle et si leurs limites existent, alors la limite de f est inférieure ou égale à celle de g.

📐 Formule — Si limxx0f(x)=l\lim_{x\to x_0}f(x)=l, alors, lorsque les opérations sont définies, limxx0f(x)=l\lim_{x\to x_0}|f(x)|=|l| et limxx0f(x)=l\lim_{x\to x_0}\sqrt{f(x)}=\sqrt l pour l0l\ge0.

Astuce mémo

Encadrement ou opération → limite déterminée

7. Limites et continuité

Notions clés & Définitions

  • Continuité en un point : Si elle est définie en x₀ et si limxx0f(x)=f(x0)\lim_{x\to x_0}f(x)=f(x_0).
  • Prolongement par continuité : Le prolongement de f par continuité en x₀ est la fonction qui coïncide avec f sur son domaine et qui prend en x₀ la valeur limxx0f(x)\lim_{x\to x_0}f(x), lorsque cette limite est finie.

★ À maîtriser

📌 Si une fonction tend vers une limite non nulle l, son inverse tend vers 1l\frac{1}{l} ; si elle tend vers 0 par valeurs positives, l’inverse tend vers ++\infty, et si elle tend vers 0 par valeurs négatives, il tend vers -\infty.

📌 Si limxx0f(x)=l\lim_{x\to x_0}f(x)=l, alors limxx0f(x)=l\lim_{x\to x_0}|f(x)|=|l| et, lorsque l est positif ou nul, limxx0f(x)=l\lim_{x\to x_0}\sqrt{f(x)}=\sqrt{l}.

Compléments

  • Pour calculer limxx0f(ax+b)\lim_{x\to x_0}f(ax+b) avec a0a\ne0, on pose u=ax+bu=ax+b, puis on fait tendre u vers ax0+bax_0+b.

Astuce mémo

Calculer la limite, transformer l’expression, puis conclure sur la continuité

8. Dérivation et tangentes

Notions clés & Définitions

  • Nombre dérivé : Une fonction f est dérivable en x₀ si le quotient f(x)f(x0)xx0\frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0} admet une limite finie en x₀, appelée nombre dérivé f(x0)f'(x_0).

Points essentiels

📐 Formule — L’équation de la tangente à la courbe de f au point d’abscisse x₀ est y=f(x0)(xx0)+f(x0)y=f'(x_0)(x-x_0)+f(x_0).

📌 Une fonction est dérivable en x₀ si et seulement si elle est dérivable à gauche et à droite en x₀ et si ses deux nombres dérivés sont égaux.

📌 Toute fonction dérivable en x₀ est continue en x₀, mais une fonction continue en x₀ n’est pas nécessairement dérivable en x₀.

📐 Formule — Les dérivées usuelles vérifient (xn)=nxn1\left(x^n\right)'=nx^{n-1}, (sinx)=cosx\left(\sin x\right)'=\cos x, (cosx)=sinx\left(\cos x\right)'=-\sin x et (tanx)=1+tan2x\left(\tan x\right)'=1+\tan^2x.

📐 Formule — Pour des fonctions dérivables U et V, on a (UV)=UV+UV\left(UV\right)'=U'V+UV' et (UV)=UVUVV2\left(\frac{U}{V}\right)'=\frac{U'V-UV'}{V^2} lorsque V ne s’annule pas.

Astuce mémo

Continue n’implique pas dérivable, alors que dérivable implique continue

9. Fonctions et applications

Notions clés & Définitions

  • Fonction : Une fonction de E dans F associe à chaque élément de E au plus un élément de F, où E est l’ensemble de départ et F l’ensemble d’arrivée.
  • Application : Une application de E vers F associe à tout élément de E une et une seule image dans F.
  • Composition de fonctions : Si f va de E vers F et g de F vers G, leur composée g∘f va de E vers G et vérifie (gf)(x)=g(f(x))(g\circ f)(x)=g(f(x)).

★ À maîtriser

📌 Une application est injective si chaque élément de F a au plus un antécédent, surjective si chaque élément de F a au moins un antécédent, et bijective si elle est à la fois injective et surjective.

Compléments

📌 Si f et g sont bijections composables, alors g∘f est bijective et (gf)1=g1f1(g\circ f)^{-1}=g^{-1}\circ f^{-1}.

Astuce mémo

Définir, composer, injecter-surjecter, puis comparer

10. Étude globale des fonctions

Notions clés & Définitions

  • Domaine de définition : L’ensemble des nombres réels pour lesquels la fonction est définie.
  • Asymptote horizontale : Si limx+f(x)=l\lim_{x\to+\infty}f(x)=l ou limxf(x)=l\lim_{x\to-\infty}f(x)=l avec l fini, alors la droite y=l est une asymptote horizontale à la courbe de f.
  • Asymptote oblique : La droite y=ax+by=ax+b est une asymptote oblique à la courbe de f si limx±[f(x)(ax+b)]=0\lim_{x\to\pm\infty}[f(x)-(ax+b)]=0.

Points essentiels

📌 Le domaine d’une fonction rationnelle exclut les réels qui annulent son dénominateur, tandis que le domaine de toute fonction polynôme est ℝ.

📌 Pour déterminer le domaine de f(x)=g(x)f(x)=\sqrt{g(x)}, on résout l’inéquation g(x)0g(x)\ge0.

  • L’étude générale d’une fonction consiste à déterminer son domaine, ses limites, sa dérivée et ses variations, ses points et droites remarquables, puis à construire sa courbe.

Astuce mémo

Domaine → limites → dérivée → variations → courbe

11. Suites numériques

Notions clés & Définitions

  • Suite numérique : Une suite numérique est une fonction de ℕ vers ℝ, généralement notée (un)(u_n).
  • Suite arithmétique : Une suite arithmétique est une suite dont deux termes consécutifs vérifient un+1=un+ru_{n+1}=u_n+r, où r est la raison.
  • Suite géométrique : Une suite géométrique est une suite dont deux termes consécutifs vérifient un+1=qunu_{n+1}=qu_n, où q est la raison.

Points essentiels

📌 Une suite est minorée s’il existe m tel que munm\le u_n pour tout n, majorée s’il existe M tel que unMu_n\le M pour tout n, et bornée si elle est à la fois minorée et majorée.

📐 Formule — Le terme général d’une suite arithmétique vérifie un=up+(np)ru_n=u_p+(n-p)r et la somme des termes de u₁ à uₙ vaut u1++un=n(u1+un)2u_1+\cdots+u_n=\frac{n(u_1+u_n)}{2}.

📌 Pour une suite géométrique de premier terme u₀ non nul, si q>1|q|>1 elle diverge, si q<1|q|<1 elle converge, et si q=1|q|=1 elle est stationnaire selon le cours.

Astuce mémo

Arithmétique : on ajoute r ; géométrique : on multiplie par q

12. Dénombrement et barycentre

Notions clés & Définitions

  • Factorielle : Pour un entier naturel n, la factorielle est le produit n!=n(n1)2×1n!=n(n-1)\cdots2\times1, avec par convention 0!=10!=1.
  • Arrangement avec répétition : Un arrangement avec répétition de k éléments parmi n est une suite ordonnée de k éléments, les éléments pouvant être répétés, et son nombre est nkn^k.
  • Combinaison : Une combinaison de p éléments d’un ensemble à n éléments est une partie de p éléments, et son nombre est Cnp=n!p!(np)!C_n^p=\frac{n!}{p!(n-p)!}.
  • Barycentre de deux points : Le barycentre de (A,α) et (B,β), lorsque α+β0\alpha+\beta\ne0, est l’unique point G vérifiant αGA+βGB=0\alpha\overrightarrow{GA}+\beta\overrightarrow{GB}=\vec0.

★ À maîtriser

📐 Formule — Le nombre d’arrangements sans répétition de p éléments parmi n est Anp=n!(np)!A_n^p=\frac{n!}{(n-p)!}.

📐 Formule — Le barycentre de (A,α) et (B,β) vérifie AG=βα+βAB\overrightarrow{AG}=\frac{\beta}{\alpha+\beta}\overrightarrow{AB} lorsque α+β0\alpha+\beta\ne0.

  • Si A et B sont distincts, l’ensemble des barycentres de (A,α) et (B,β) est la droite (AB).

Compléments

📌 Les coefficients binomiaux vérifient Cnnp=CnpC_n^{n-p}=C_n^p et, pour 0<p<n0<p<n, Cn1p1+Cn1p=CnpC_{n-1}^{p-1}+C_{n-1}^{p}=C_n^p.

📌 Le barycentre de deux points pondérés est inchangé lorsque tous les coefficients sont multipliés par un même réel non nul.

Astuce mémo

Les arrangements tiennent compte de l’ordre, les combinaisons non

13. Barycentre de points pondérés

Notions clés & Définitions

  • Barycentre de trois points : l’unique point G tel que αGA+βGB+γGC=0\alpha\overrightarrow{GA}+\beta\overrightarrow{GB}+\gamma\overrightarrow{GC}=\vec{0} lorsque α+β+γ0\alpha+\beta+\gamma\neq0.

★ À maîtriser

📌 Le barycentre de deux points pondérés reste inchangé lorsqu’on multiplie tous leurs coefficients par un même nombre réel non nul.

  • L’ensemble des barycentres de deux points distincts A et B est la droite (AB).

📐 Formule — Si α+β0\alpha+\beta\neq0 et si G est le barycentre de (A, α) et (B, β), alors αMA+βMB=(α+β)MG\alpha\overrightarrow{MA}+\beta\overrightarrow{MB}=(\alpha+\beta)\overrightarrow{MG}.

📐 Formule — Dans un repère, le barycentre G de A(x_A,y_A) et B(x_B,y_B) vérifie G(αxA+βxBα+β,αyA+βyBα+β)G\left(\frac{\alpha x_A+\beta x_B}{\alpha+\beta},\frac{\alpha y_A+\beta y_B}{\alpha+\beta}\right), avec α+β0\alpha+\beta\neq0.

  • L’isobarycentre correspond à: le milieu du segment de deux points, le centre de gravité d’un triangle pour trois sommets, le centre du parallélogramme pour ses sommets

📐 Formule — Pour trois points pondérés, si α+β+γ0\alpha+\beta+\gamma\neq0, alors αMA+βMB+γMC=(α+β+γ)MG\alpha\overrightarrow{MA}+\beta\overrightarrow{MB}+\gamma\overrightarrow{MC}=(\alpha+\beta+\gamma)\overrightarrow{MG}.

📌 Si H est le barycentre de (A, α) et (B, β), avec α+β0\alpha+\beta\neq0, alors le barycentre de (A, α), (B, β) et (C, γ) est le barycentre de (H, α+β) et (C, γ).

Compléments

📌 Si α+β=0\alpha+\beta=0, le vecteur αMA+βMB\alpha\overrightarrow{MA}+\beta\overrightarrow{MB} est indépendant du point M.

📌 La projection du barycentre de deux points pondérés est le barycentre des projections affectées des mêmes coefficients.

📌 Si un coefficient d’un barycentre de plusieurs points est nul, le point correspondant peut être supprimé ; la définition se généralise à quatre points et plus.

📐 Formule — Le barycentre G de A(x_A,y_A), B(x_B,y_B) et C(x_C,y_C) a pour coordonnées G(αxA+βxB+γxCα+β+γ,αyA+βyB+γyCα+β+γ)G\left(\frac{\alpha x_A+\beta x_B+\gamma x_C}{\alpha+\beta+\gamma},\frac{\alpha y_A+\beta y_B+\gamma y_C}{\alpha+\beta+\gamma}\right).

Astuce mémo

Somme des coefficients non nulle : point G ; somme nulle : vecteur indépendant de M

14. Applications du barycentre

Points essentiels

📌 Pour démontrer que trois points sont alignés, il suffit de montrer que l’un d’eux est le barycentre des deux autres.

  • Pour démontrer un concours de trois droites par barycentre, on exprime chaque point construit comme barycentre de deux sommets, on forme un barycentre commun, puis on regroupe les points pour montrer que ce barycentre appartient aux trois droites.

Astuce mémo

Remplacer un groupe par son barycentre partiel, puis construire G

15. Angles orientés et cercle

Notions clés & Définitions

  • Mesure d’un angle orienté : Les mesures d’un angle orienté de mesure principale α sont les nombres α+2kπ\alpha+2k\pi, avec kZk\in\mathbb{Z}.
  • Congruence modulo 2π : Deux réels x et y sont congrus modulo 2π si et seulement si xy=2kπx-y=2k\pi pour un entier relatif k.

★ À maîtriser

  • Pour trouver la mesure principale θ d’un angle dont une mesure α est connue, on écrit θ=α+2kπ\theta=\alpha+2k\pi puis on impose π<θπ-\pi<\theta\leq\pi.

📐 Formule — La relation de Chasles donne (u,v)^+(v,w)^=(u,w)^\widehat{(\vec u,\vec v)}+\widehat{(\vec v,\vec w)}=\widehat{(\vec u,\vec w)} pour des vecteurs non nuls.

Compléments

📌 Quatre points A, B, C et D sont cocycliques si et seulement si 2(CA,CB)^=2(DA,DB)^2\widehat{(\overrightarrow{CA},\overrightarrow{CB})}=2\widehat{(\overrightarrow{DA},\overrightarrow{DB})} lorsque trois quelconques ne sont pas alignés.

Astuce mémo

Même angle inscrit doublé → même cercle

16. Trigonométrie et équations

Notions clés & Définitions

  • Cosinus et sinus : Pour un angle de mesure α représenté par M sur le cercle trigonométrique, le cosinus est l’abscisse de M et le sinus est son ordonnée.
  • Tangente : Pour un angle non droit de mesure α, la tangente est définie par tanα=sinαcosα\tan\alpha=\frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}.

★ À maîtriser

📐 Formule — Pour tout réel α, on a cos2α+sin2α=1\cos^2\alpha+\sin^2\alpha=1 et 1cosα1-1\leq\cos\alpha\leq1 ainsi que 1sinα1-1\leq\sin\alpha\leq1.

📐 Formule — Les formules d’addition sont cos(ab)=cosacosb+sinasinb\cos(a-b)=\cos a\cos b+\sin a\sin b, sin(ab)=sinacosbcosasinb\sin(a-b)=\sin a\cos b-\cos a\sin b, cos(a+b)=cosacosbsinasinb\cos(a+b)=\cos a\cos b-\sin a\sin b et sin(a+b)=sinacosb+cosasinb\sin(a+b)=\sin a\cos b+\cos a\sin b.

📌 Si a[1,1]a\in[-1{,}1] et si cosα=a\cos\alpha=a, alors les solutions de cosx=a\cos x=a sont x=α+2kπx=\alpha+2k\pi ou x=α+2kπx=-\alpha+2k\pi, avec kZk\in\mathbb{Z}.

  • Pour résoudre acosx+bsinx+c=0a\cos x+b\sin x+c=0 avec a et b non nuls, on pose R=a2+b2R=\sqrt{a^2+b^2} et on choisit φ tel que cosφ=aR\cos\varphi=\frac aR et sinφ=bR\sin\varphi=\frac bR, puis on transforme l’équation en cos(φx)=cR\cos(\varphi-x)=-\frac cR.

Compléments

📐 Formule — Les relations entre angles associés comprennent cos(α)=cosα\cos(-\alpha)=\cos\alpha, sin(α)=sinα\sin(-\alpha)=-\sin\alpha, cos(πα)=cosα\cos(\pi-\alpha)=-\cos\alpha et sin(πα)=sinα\sin(\pi-\alpha)=\sin\alpha.

📐 Formule — Les formules de duplication et de linéarisation sont cos2a=cos2asin2a\cos 2a=\cos^2a-\sin^2a, sin2a=2sinacosa\sin 2a=2\sin a\cos a, cos2a=1+cos2a2\cos^2a=\frac{1+\cos2a}{2} et sin2a=1cos2a2\sin^2a=\frac{1-\cos2a}{2}.

Astuce mémo

Cosinus : ±α ; sinus : α ou π−α ; tangente : α modulo π

17. Droites et cercles analytiques

Notions clés & Définitions

  • Translation : Une application est une translation si, pour tous points M et N et leurs images M' et N', on a MN=MN\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{M'N'}.

★ À maîtriser

📐 Formule — Une droite d’équation cartésienne ax+by+c=0ax+by+c=0 admet n(a,b)\vec n(a,b) comme vecteur normal et u(b,a)\vec u(-b,a) comme vecteur directeur.

📐 Formule — Deux droites ax+by+c=0ax+by+c=0 et ax+by+c=0a'x+b'y+c'=0 sont parallèles si et seulement si abab=0ab'-a'b=0, et perpendiculaires si et seulement si aa+bb=0aa'+bb'=0.

📐 Formule — Une équation normale d’une droite est xcosθ+ysinθ+k=0x\cos\theta+y\sin\theta+k=0, où (cosθ,sinθ)(\cos\theta,\sin\theta) est un vecteur normal unitaire.

📐 Formule — La distance du point A(x_0,y_0) à la droite ax+by+c=0ax+by+c=0 est d(A,D)=ax0+by0+ca2+b2d(A,D)=\frac{|ax_0+by_0+c|}{\sqrt{a^2+b^2}}.

📐 Formule — La représentation paramétrique du cercle de centre Ω(a,b) et de rayon r est x=a+rcosθx=a+r\cos\theta et y=b+rsinθy=b+r\sin\theta, avec θR\theta\in\mathbb{R}.

📐 Formule — La composée des translations de vecteurs u et v est la translation de vecteur u+v\vec u+\vec v, soit tutv=tu+vt_{\vec u}\circ t_{\vec v}=t_{\vec u+\vec v}.

Compléments

  • L’équation x2+y22x+y1=0x^2+y^2-2x+y-1=0 décrit le cercle de centre Ω(1,−1/2) et de rayon 3/2.

📌 La translation de vecteur nul est l’identité et tous les points sont invariants, tandis qu’une translation de vecteur non nul ne possède aucun point invariant.

Astuce mémo

Une droite se décrit par sa normale ; un cercle par son centre et son rayon

18. Translations du plan

Notions clés & Définitions

  • Translation : Une application est une translation si, pour tous points M et N d’images respectives M′ et N′, on a MN=MN\overrightarrow{MN}=\overrightarrow{M′N′}.
  • Symétrie orthogonale : Une symétrie définie par une droite est une symétrie orthogonale, et cette droite est son axe de symétrie.
  • Rotation : Transformation qui associe à tout point M un point M′ tel que, si M≠O, OM=OMOM=OM′ et (OM;OM)^=θ\widehat{(\overrightarrow{OM};\overrightarrow{OM′})}=θ.

★ À maîtriser

📌 Une translation de vecteur nul est l’application identique, dont tous les points sont invariants, tandis qu’une translation de vecteur non nul n’a aucun point invariant.

📐 Formule — La composée de deux translations vérifie tutv=tu+vt_{\vec u}\circ t_{\vec v}=t_{\vec u+\vec v}.

📐 Formule — La translation de vecteur v(a;b)\vec v(a;b) a pour expression analytique x=x+ax′=x+a et y=y+by′=y+b.

📌 Tout point appartenant à l’axe d’une symétrie orthogonale est invariant.

📌 Pour un point M qui n’appartient pas à l’axe, son image M′ est telle que l’axe est la médiatrice du segment [MM′].

📐 Formule — Si deux droites parallèles (Δ) et (Δ′) sont considérées, avec O∈(Δ) et O′ projeté orthogonal de O sur (Δ′), alors SΔSΔ=t2OOS_{\Delta′}\circ S_{\Delta}=t_{2\overrightarrow{OO′}}.

📌 Pour une rotation d’angle nul, tous les points sont invariants car la rotation est l’identité, tandis que pour un angle non nul, seul le centre O est invariant.

📌 Une rotation d’angle π est une symétrie de centre O.

📐 Formule — Si deux droites sécantes (Δ) et (Δ′) se coupent en O et ont pour vecteurs directeurs respectifs u\vec u et u\vec u′, alors SΔSΔ=r(O;2(u;u))S_{\Delta′}\circ S_{\Delta}=r\left(O;2(\vec u;\vec u′)\right).

Compléments

📌 La composition de deux translations est commutative : tutv=tvtut_{\vec u}\circ t_{\vec v}=t_{\vec v}\circ t_{\vec u}.

📌 La translation de vecteur opposé est la transformation réciproque : (tu)1=tu\left(t_{\vec u}\right)^{-1}=t_{-\vec u}.

📌 Lorsque les deux axes de symétrie parallèles sont confondus, leur composée est l’identité ; sinon, leur composée est une translation de vecteur non nul.

  • Toute translation de vecteur non nul peut être décomposée en la composée de deux symétries orthogonales dont le premier axe a pour vecteur normal le vecteur de translation et dont le second axe est l’unique droite parallèle appropriée.

Astuce mémo

Ajouter un vecteur → déplacer tous les points du même déplacement

Tableaux de synthèse

Types de tirages

TypeOrdreRépétitionNombre
Arrangement avec répétitionOuiOuin^p
Arrangement sans répétitionOuiNonA_n^p
CombinaisonNonNonC_n^p

Compositions de symétries

Configuration des axesTransformation composée
Axes parallèlesTranslation
Axes confondusIdentité
Axes sécantsRotation

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1. Quelle condition distingue un polynôme du second degré d’un polynôme du premier degré ?

2. Pour le polynôme P(x)=3x²−5x+2, quelle expression donne son discriminant ?

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Qu'est-ce qu'un polynôme du second degré ?

Une fonction définie par f(x)=ax²+bx+c avec a≠0 et a,b,c réels.

Quelle est la formule du discriminant du polynôme ax²+bx+c ?

Le discriminant est Δ=b²−4ac.

Que se passe-t-il si Δ>0 pour une équation du second degré ?

Elle admet deux solutions réelles distinctes.

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