QCM : Vecteurs dans le plan — 13 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelles caractéristiques définissent un vecteur représentant un déplacement dans le plan ?

Une position, une origine et une altitude
Un angle, une masse et une vitesse
Une direction, un sens et une norme
Une origine, une extrémité et une surface

Une direction, un sens et une norme

Explication

Un vecteur décrit un déplacement grâce à sa direction, son sens et sa longueur, appelée norme. Il ne désigne pas une position comme le ferait un point.

2. Que représente le vecteur nul 0→\overrightarrow{0} ?

Un déplacement de longueur maximale
Un déplacement de direction indéterminée
Un déplacement de sens contraire
Un déplacement de longueur nulle

Un déplacement de longueur nulle

Explication

Le vecteur nul correspond à un déplacement qui ne modifie pas la position et dont la longueur est nulle. Un vecteur non nul décrit au contraire un déplacement effectif.

3. Quelle propriété caractérise deux vecteurs opposés comme u→\overrightarrow{u} et −u→-\overrightarrow{u} ?

Ils ont même direction et même longueur, mais des sens contraires
Ils ont des directions et des sens contraires, mais une longueur différente
Ils ont même direction et même sens, mais des longueurs différentes
Ils ont même sens et même longueur, mais des directions différentes

Ils ont même direction et même longueur, mais des sens contraires

Explication

Deux vecteurs opposés conservent la même direction et la même longueur, mais leurs sens sont contraires. L'opposé de u→\overrightarrow{u} se note −u→-\overrightarrow{u}.

4. Dans quelle situation deux vecteurs sont-ils égaux, même s'ils sont placés à des endroits différents ?

Lorsqu'ils ont même direction, des sens contraires et même longueur
Lorsqu'ils ont même origine, même sens et des longueurs différentes
Lorsqu'ils ont des sens contraires et une même longueur
Lorsqu'ils ont même direction, même sens et même longueur

Lorsqu'ils ont même direction, même sens et même longueur

Explication

L'égalité de deux vecteurs dépend de leur direction, de leur sens et de leur longueur, et non de leur emplacement. Des sens contraires caractérisent plutôt des vecteurs opposés.

5. Qu'est-ce qui définit une translation dans le plan ?

Une rotation de tous les points autour d'un même centre
Un déplacement de tous les points selon un même vecteur
Une transformation qui modifie la longueur de chaque segment
Un déplacement d'un point autour d'une position fixe

Un déplacement de tous les points selon un même vecteur

Explication

Une translation envoie tous les points de la même façon et elle est déterminée par un vecteur. Une rotation, elle, fait intervenir un centre et un changement d'orientation.

6. Quelle égalité traduit la relation de Chasles pour trois points AA, BB et CC ?

AB→+AC→=BC→\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}=\overrightarrow{BC}
BA→+BC→=AC→\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AC}
AC→+BC→=AB→\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AB}
AB→+BC→=AC→\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AC}

$$\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AC}$$

Explication

La relation de Chasles enchaîne le déplacement de AA vers BB puis celui de BB vers CC pour obtenir le déplacement direct de AA vers CC. Le vecteur AC→\overrightarrow{AC} représente donc le trajet résultant.

7. Que signifie additionner deux vecteurs dans une interprétation par déplacements ?

Enchaîner deux déplacements pour obtenir un déplacement résultant
Inverser le second déplacement avant de les combiner
Comparer deux déplacements pour mesurer leur différence
Remplacer deux directions par une longueur commune

Enchaîner deux déplacements pour obtenir un déplacement résultant

Explication

L'addition vectorielle compose deux déplacements successifs afin de produire un déplacement résultant. Inverser le second déplacement correspondrait à introduire son opposé, ce qui relève de la soustraction.

8. Comment peut-on interpréter la soustraction de deux vecteurs u⃗\vec{u} et v⃗\vec{v} ?

Comme l'addition de u⃗\vec{u} avec l'opposé de v⃗\vec{v}
Comme la multiplication de u⃗\vec{u} par la longueur de v⃗\vec{v}
Comme l'addition de u⃗\vec{u} avec le même vecteur v⃗\vec{v}
Comme l'inversion de la direction de u⃗\vec{u} sans modifier v⃗\vec{v}

Comme l'addition de $$\vec{u}$$ avec l'opposé de $$\vec{v}$$

Explication

Soustraire v⃗\vec{v} revient à ajouter son opposé, ce qui s'écrit u⃗−v⃗=u⃗+(−v⃗)\vec{u}-\vec{v}=\vec{u}+(-\vec{v}). Ajouter v⃗\vec{v} sans changer son sens correspondrait à une addition et non à une soustraction.

9. Les points A et B ont pour coordonnées A(3;−2)A(3;-2) et B(−1;4)B(-1;4). Quelles sont les coordonnées du vecteur AB→\overrightarrow{AB} ?

(4;−6)(4;-6)
(2;−2)(2;-2)
(−4;6)(-4;6)
(−2;2)(-2;2)

$$(-4;6)$$

Explication

On soustrait les coordonnées du point de départ à celles du point d’arrivée, ce qui donne AB→=(−1−3;4−(−2))=(−4;6)\overrightarrow{AB}=(-1-3;4-(-2))=(-4;6). L’expression BA→\overrightarrow{BA} aurait les coordonnées opposées, soit (4;−6)(4;-6).

10. Dans un repère orthonormé, un vecteur a pour coordonnées (−3;4)(-3;4). Quelle est sa norme ?

55
11
77
7\sqrt{7}

$$5$$

Explication

Dans un repère orthonormé, la norme vaut (−3)2+42=25=5\sqrt{(-3)^2+4^2}=\sqrt{25}=5. La somme des valeurs absolues, qui donnerait 77, ne correspond pas à la formule de la distance euclidienne.

11. Les vecteurs u⃗=(3;5)\vec{u}=(3;5) et v⃗=(6;10)\vec{v}=(6;10) sont-ils colinéaires, et pourquoi ?

Oui, car ils ont nécessairement la même longueur et le même sens.
Oui, car leurs coordonnées sont proportionnelles avec un coefficient 22.
Non, car leurs deux premières coordonnées sont différentes.
Non, car la colinéarité exige des coordonnées identiques.

Oui, car leurs coordonnées sont proportionnelles avec un coefficient $$2$$.

Explication

Les coordonnées de v⃗\vec{v} sont obtenues en multipliant celles de u⃗\vec{u} par 22, donc elles sont proportionnelles. La colinéarité n’impose pas des coordonnées identiques ni une même longueur.

12. Quelle condition permet de conclure que trois points A, B et C sont alignés ?

Les vecteurs AB→\overrightarrow{AB} et AC→\overrightarrow{AC} sont colinéaires.
Les points A, B et C sont situés à égale distance de l’origine.
Les points A, B et C possèdent des coordonnées proportionnelles.
Les vecteurs AB→\overrightarrow{AB} et AC→\overrightarrow{AC} ont la même norme.

Les vecteurs $$\overrightarrow{AB}$$ et $$\overrightarrow{AC}$$ sont colinéaires.

Explication

Les trois points sont alignés lorsque les vecteurs issus de A vers B et de A vers C ont la même direction, c’est-à-dire lorsqu’ils sont colinéaires. Une même norme ou une même distance à l’origine ne garantit pas que les points appartiennent à une même droite.

13. Pourquoi les vecteurs u⃗=(2;3)\vec{u}=(2;3) et v⃗=(4;6)\vec{v}=(4;6) sont-ils colinéaires ?

Parce que v⃗=u⃗+(2;3)\vec{v}=\vec{u}+(2;3), sans relation de direction.
Parce que leurs normes sont nécessairement égales.
Parce que v⃗=2u⃗\vec{v}=2\vec{u}.
Parce que leurs coordonnées ont une somme identique.

Parce que $$\vec{v}=2\vec{u}$$.

Explication

Le vecteur v⃗\vec{v} s’obtient en multipliant chaque coordonnée de u⃗\vec{u} par 22, donc v⃗=2u⃗\vec{v}=2\vec{u} et les deux vecteurs sont colinéaires. Le fait d’ajouter un vecteur ou de comparer les sommes des coordonnées ne constitue pas le critère de colinéarité.

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Qu'est-ce qu'un vecteur dans le plan ?

Un déplacement caractérisé par direction, sens et norme.

Quelle est la norme du vecteur nul ?

Elle est égale à 0.

Comment se note le vecteur nul ?

0→\overrightarrow{0}

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