Comment démontrer un parallélogramme avec des vecteurs
Les vecteurs sont des outils importants en mathématiques qui peuvent être utilisés pour démontrer un parallélogramme. En utilisant les relations vectorielles et la géométrie vectorielle, il est possible de prouver qu’un quadrilatère est un parallélogramme. Dans cet article, nous allons explorer différentes règles et exemples pour démontrer un parallélogramme en utilisant des vecteurs.
Règle : Relation de Chasles
La relation de Chasles est une règle fondamentale en géométrie vectorielle. Elle stipule que pour tout triplet de points A, B et C, le vecteur résultant de AB suivi de BC est égal au vecteur AC. Cette relation peut être utilisée pour démontrer qu’un quadrilatère possède des côtés opposés égaux, une propriété essentielle d’un parallélogramme.
En utilisant la relation de Chasles, nous pouvons démontrer qu’un quadrilatère est un parallélogramme en montrant que les vecteurs opposés sont égaux. Par exemple, si les vecteurs AB et DC sont égaux, et que les vecteurs AD et BC sont égaux, alors le quadrilatère est un parallélogramme.
Règle : Règle du parallélogramme
La règle du parallélogramme stipule que la somme des carrés des longueurs des quatre côtés d’un quadrilatère est égale à la somme des carrés des longueurs des deux diagonales. Cette règle peut également être utilisée pour démontrer qu’un quadrilatère est un parallélogramme.
En utilisant la règle du parallélogramme, nous pouvons montrer qu’un quadrilatère possède des côtés opposés égaux en utilisant la notion de longueurs de côtés et de diagonales. Si les longueurs des côtés opposés sont égales, et que la somme des carrés des longueurs des côtés est égale à la somme des carrés des longueurs des diagonales, alors le quadrilatère est un parallélogramme.
Exemple 1: Déterminer graphiquement les coordonnées de la somme de vecteurs
Imaginons que nous ayons deux vecteurs a et b définis par leurs coordonnées. Pour trouver la somme de ces deux vecteurs, nous pouvons utiliser la méthode graphique. En plaçant la queue du vecteur b à la tête du vecteur a , le vecteur résultant de a + b serait la flèche allant de la queue du vecteur a à la tête du vecteur b .
Réponse
La méthode graphique pour additionner des vecteurs permet de déterminer la direction et la magnitude du vecteur résultant. Cela peut être utile pour démontrer graphiquement un parallélogramme en utilisant les vecteurs qui définissent ses côtés.
Exemple 2: Déterminer graphiquement la somme de deux vecteurs donnés
Supposons que nous ayons deux vecteurs v et w représentés graphiquement par des flèches. Pour trouver la somme de ces deux vecteurs, nous devons placer la queue du vecteur w à la tête du vecteur v . Le vecteur résultant sera la flèche allant de la queue de v à la tête de w .
Réponse
En trouvant la somme de deux vecteurs représentés graphiquement, nous pouvons démontrer que les côtés opposés d’un quadrilatère sont égaux, une caractéristique clé d’un parallélogramme.
Exemple 3: Identifier la diagonale dans la règle du parallélogramme
Lorsque nous avons un quadrilatère, il est important d’identifier les diagonales pour appliquer la règle du parallélogramme. Les diagonales d’un parallélogramme coupent chaque paire de côtés opposés en leur milieu.
Réponse
En identifiant les diagonales d’un quadrilatère, nous pouvons utiliser la règle du parallélogramme pour démontrer que les côtés opposés sont égaux, confirmant ainsi qu’il s’agit bien d’un parallélogramme.
Exemple 4: Identifier la représentation graphique correcte de la différence de deux vecteurs
Lorsque nous soustrayons un vecteur w d’un vecteur v , nous devons placer la queue de w à la tête de v pour trouver la différence v – w . La flèche allant de la tête de w à la tête de v représente alors la différence des deux vecteurs.
Réponse
En identifiant la représentation graphique correcte de la différence de deux vecteurs, nous pouvons démontrer des propriétés de parallélogrammes en utilisant la relation entre les côtés et les diagonales.
Exemple 5: Déterminer la différence de deux vecteurs représentés graphiquement
Supposons que nous ayons deux vecteurs x et y représentés graphiquement. Pour trouver la différence de ces deux vecteurs, nous devons placer la queue de y à la tête de x . La flèche allant de la tête de x à la tête de y représente la différence x – y .
Réponse
En trouvant la différence de deux vecteurs représentés graphiquement, nous pouvons vérifier si les côtés opposés d’un quadrilatère sont égaux, une caractéristique inhérente à un parallélogramme.
Exemple 6: Résoudre un problème géométrique impliquant des vecteurs, côtés d’un parallélogramme
Imaginons que nous ayons un problème géométrique impliquant des vecteurs qui représentent les côtés d’un parallélogramme. En utilisant les propriétés des vecteurs, nous pouvons résoudre ce problème en déterminant les relations entre les côtés et les diagonales du parallélogramme.
Réponse
En résolvant un problème géométrique impliquant des vecteurs qui définissent les côtés d’un parallélogramme, nous utilisons les concepts de géométrie vectorielle pour démontrer les caractéristiques d’un parallélogramme.
Exemple 7: Trouver la somme des vecteurs, côtés d’un polygone
Si un polygone est formé par la somme de plusieurs vecteurs, nous pouvons utiliser les règles et propriétés des vecteurs pour déterminer la somme des vecteurs qui forment les côtés du polygone.
Réponse
En utilisant la géométrie vectorielle pour trouver la somme des vecteurs qui définissent les côtés d’un polygone, nous pouvons appliquer les règles des parallélogrammes pour démontrer les caractéristiques de ce polygone.
Points clés
- La relation de Chasles est utile pour démontrer que les vecteurs opposés sont égaux, une propriété des parallélogrammes.
- La règle du parallélogramme peut être utilisée pour montrer que la somme des carrés des longueurs des côtés d’un quadrilatère est égale à la somme des carrés des longueurs des diagonales.
- La méthode graphique peut être utilisée pour trouver la somme et la différence de vecteurs, ce qui est utile pour démontrer les caractéristiques d’un parallélogramme.
| Règle : Relation de Chasles | Utilisation de la relation de Chasles pour démontrer un parallélogramme en montrant que les vecteurs opposés sont égaux. |
| Règle : Règle du parallélogramme | Utilisation de la règle du parallélogramme pour montrer que la somme des longueurs des côtés et des diagonales vérifie une égalité spécifique. |
| Exemple 1: Déterminer graphiquement les coordonnées de la somme de vecteurs | Explication de la méthode graphique pour déterminer la somme de vecteurs. |
En conclusion
En utilisant les règles et exemples présentés dans cet article, il est possible de démontrer un parallélogramme en utilisant des vecteurs. En comprenant les propriétés des vecteurs et en appliquant les règles de la géométrie vectorielle, il devient possible de démontrer et comprendre les caractéristiques des parallélogrammes.
FAQ
Comment prouver que c’est un parallélogramme avec des vecteurs ?
Pour prouver qu’une figure est un parallélogramme à l’aide de vecteurs, il faut démontrer que ses côtés opposés ont les mêmes vecteurs. Autrement dit, si AB est un vecteur et CD est un autre vecteur, alors AB doit être égal à CD; de même, si BC est un vecteur et DA est un autre vecteur, BC devrait être égal à DA.
Comment on démontre que ABCD est un parallélogramme ?
On peut démontrer qu’ABCD est un parallélogramme de plusieurs façons. Soit en prouvant que les côtés opposés sont de même longueur (AB=DC et AD=BC), soit en prouvant que les angles opposés sont égaux (angle A = angle C et angle B = angle D), soit encore en prouvant que les diagonales se coupent en leur milieu.
Quels sont les 4 propriétés d’un parallélogramme ?
Un parallélogramme a quatre propriétés principales : 1) Les côtés opposés sont parallèles. 2) Les côtés opposés sont de la même longueur. 3) Les angles opposés sont égaux. 4) Les diagonales se coupent en leur milieu.
Quelles sont les règles d’un parallélogramme ?
Un parallélogramme est un quadrilatère avec deux paires de côtés parallèles. En conséquence, les côtés opposés sont de même longueur (égaux) et les angles opposés sont aussi égaux. De plus, les diagonales d’un parallélogramme se coupent en leur milieu.