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Trouver le vecteur N dont le produit scalaire avec U(2,1,-1) et V(1,4,1) = 0
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Illustration des vecteur U(2,1,-1), V(1,4,1) et N()5,-3,7)

Il existe une infinité de vecteurs dont le produit scalaire avec U\vec{U}et V\vec{V}est nul. Tous les vecteurs hortogonaux à U\vec{U}et V\vec{V}vérifient cette propriété. La définition la plus simple du vecteur N\vec{N}est celle-ci :

N=(5,3,7)\vec{N} = (5, -3, 7)


Lorsque le produit scalaire de deux vecteurs est nul, cela implique que les vecteurs sont perpendiculaires.

Nous cherchons donc un vecteur N\vec{N}qui est orthogonal à U=(2,1,1)\vec{U} = (2, 1, -1) et aussi à V=(1,4,1)\vec{V} = (1, 4, 1).

Pour cela, il suffit de calculer le produit vectoriel de U\vec{U}et V\vec{V}.

Formule du produit vectoriel :

Si U=(u1,u2,u3)\vec{U} = (u_1, u_2, u_3) et V=(v1,v2,v3)\vec{V} = (v_1, v_2, v_3), le produit vectoriel U×V\vec{U} \times \vec{V}est donné par :

U×V=(u2v3u3v2,u3v1u1v3,u1v2u2v1)\vec{U} \times \vec{V} = \left( u_2 v_3 - u_3 v_2, \, u_3 v_1 - u_1 v_3, \, u_1 v_2 - u_2 v_1 \right)

Application :

Avec U=(2,1,1)\vec{U} = (2, 1, -1) et V=(1,4,1)\vec{V} = (1, 4, 1), nous avons :

  • Première composante : 1×1(1)×4=1+4=51 \times 1 - (-1) \times 4 = 1 + 4 = 5
  • Deuxième composante : (1)×12×1=12=3(-1) \times 1 - 2 \times 1 = -1 - 2 = -3
  • Troisième composante : 2×41×1=81=72 \times 4 - 1 \times 1 = 8 - 1 = 7

Ainsi, le produit vectoriel U×V\vec{U} \times \vec{V}donne le vecteur :

N=(5,3,7)\vec{N} = (5, -3, 7)

Résultat :

Le vecteur N=(5,3,7)\vec{N} = (5, -3, 7) est orthogonal à U\vec{U}et V\vec{V}.

Vérification

Le produit scalaire entre deux vecteurs N=(5,3,7)\vec{N} = (5, -3, 7) et U=(2,1,1)\vec{U} = (2, 1, -1) se calcule en utilisant la formule suivante :

NU=N1×U1+N2×U2+N3×U3\vec{N} \cdot \vec{U} = N_1 \times U_1 + N_2 \times U_2 + N_3 \times U_3

NU=5×2+(3)×1+7×(1)\vec{N} \cdot \vec{U} = 5 \times 2 + (-3) \times 1 + 7 \times (-1)

NU=0\vec{N} \cdot \vec{U} = 0

Le produit scalaire entre deux vecteurs N=(5,3,7)\vec{N} = (5, -3, 7) et V=(1,4,1)\vec{V} = (1, 4, 1) est calculé selon la formule suivante :

NV=NxVx+NyVy+NzVz\vec{N} \cdot \vec{V} = N_x \cdot V_x + N_y \cdot V_y + N_z \cdot V_z

NV=(5×1)+(3×4)+(7×1)\vec{N} \cdot \vec{V} = (5 \times 1) + (-3 \times 4) + (7 \times 1)

NV=0\vec{N} \cdot \vec{V} = 0