QCM : Rappels vectoriels (7 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression représente la normalisation d’un vecteur non nul u⃗\vec{u} ?

u⃗∥u⃗∥\frac{\vec{u}}{\|\vec{u}\|}
∥u⃗∥u⃗\|\vec{u}\|\vec{u}
u⃗∥u⃗∥\vec{u}\|\vec{u}\|
u⃗\sqrt{\vec{u}}

$$\frac{\vec{u}}{\|\vec{u}\|}$$

Explication

Normaliser un vecteur non nul consiste à le diviser par sa norme afin d’obtenir un vecteur de norme 11. Multiplier le vecteur par sa norme ne réalise pas cette opération.

2. Deux vecteurs de normes 22 et 33 forment un angle de 60∘60^\circ. Quelle est la valeur de leur produit scalaire ?

66
33
32\frac{3}{2}
3\sqrt{3}

$$3$$

Explication

Le produit scalaire vaut ∥u⃗∥ ∥v⃗∥cos⁡(60∘)=2×3×12=3\|\vec{u}\|\,\|\vec{v}\|\cos(60^\circ)=2\times3\times\frac{1}{2}=3. La valeur 66 omet le facteur trigonométrique cos⁡(60∘)\cos(60^\circ).

3. Quelle relation exprime l’inégalité triangulaire pour deux vecteurs u⃗\vec{u} et v⃗\vec{v} ?

∥u⃗+v⃗∥≥∥u⃗∥+∥v⃗∥\|\vec{u}+\vec{v}\|\geq\|\vec{u}\|+\|\vec{v}\|
∥u⃗+v⃗∥=∥u⃗∥−∥v⃗∥\|\vec{u}+\vec{v}\|=\|\vec{u}\|-\|\vec{v}\|
∥u⃗+v⃗∥≤∥u⃗∥+∥v⃗∥\|\vec{u}+\vec{v}\|\leq\|\vec{u}\|+\|\vec{v}\|
∥u⃗+v⃗∥=∥u⃗∥ ∥v⃗∥\|\vec{u}+\vec{v}\|=\|\vec{u}\|\,\|\vec{v}\|

$$\|\vec{u}+\vec{v}\|\leq\|\vec{u}\|+\|\vec{v}\|$$

Explication

L’inégalité triangulaire affirme que la norme d’une somme ne dépasse pas la somme des normes. L’égalité avec une différence ou un produit ne traduit pas cette propriété générale.

4. Quelle est la norme du vecteur u⃗=(3,4)\vec{u}=(3,4) ?

2525
11
77
55

$$5$$

Explication

La norme se calcule par ∥u⃗∥=x2+y2\|\vec{u}\|=\sqrt{x^2+y^2}, donc 32+42=5\sqrt{3^2+4^2}=5. La valeur 2525 correspond au carré de la norme, et non à la norme elle-même.

5. Pour u⃗=(2,3)\vec{u}=(2,3) et v⃗=(4,1)\vec{v}=(4,1), quelle est la valeur de det⁡(u⃗,v⃗)\det(\vec{u},\vec{v}) ?

1414
−10-10
1010
−2-2

$$-10$$

Explication

Le déterminant se calcule par xy′−x′yxy'-x'y, donc 2×1−4×3=−102\times1-4\times3=-10. La valeur 1414 provient d’une addition des produits, qui ne correspond pas à la formule du déterminant.

6. Deux vecteurs de normes 44 et 55 forment un angle de 30∘30^\circ. Quelle est la norme de leur produit vectoriel ?

2020
203\frac{20}{\sqrt{3}}
99
1010

$$10$$

Explication

La norme du produit vectoriel est 4×5×sin⁡(30∘)=20×12=104\times5\times\sin(30^\circ)=20\times\frac{1}{2}=10. Le produit scalaire utiliserait le cosinus et donnerait une autre valeur.

7. Dans le plan, comment peut-on caractériser la colinéarité de deux vecteurs ?

Par l’égalité det⁡(u⃗,v⃗)=0\det(\vec{u},\vec{v})=0
Par la condition ∥u⃗+v⃗∥=0\|\vec{u}+\vec{v}\|=0
Par l’égalité ∥u⃗∥=∥v⃗∥\|\vec{u}\|=\|\vec{v}\|
Par l’égalité u⃗⋅v⃗=1\vec{u}\cdot\vec{v}=1

Par l’égalité $$\det(\vec{u},\vec{v})=0$$

Explication

Dans le plan, deux vecteurs sont colinéaires si et seulement si leur déterminant est nul. L’égalité des normes ou une valeur particulière du produit scalaire ne suffit pas à établir la colinéarité.

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Quelle formule donne la norme d'un vecteur u⃗=(x,y)\vec{u}=(x,y) ?

∥u⃗∥=x2+y2\|\vec{u}\|=\sqrt{x^2+y^2}

Comment s'écrit la normalisation d'un vecteur non nul u⃗\vec{u} ?

u⃗∥u⃗∥\frac{\vec{u}}{\|\vec{u}\|}

Quelle inégalité exprime l'inégalité triangulaire pour u⃗\vec{u} et v⃗\vec{v} ?

∥u⃗+v⃗∥≤∥u⃗∥+∥v⃗∥\|\vec{u}+\vec{v}\|\leq\|\vec{u}\|+\|\vec{v}\|

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