Translation et vecteur - 4e

Classe: 
Quatrième
 

I. La translation

I.1 Définition

Soit $A\ $ et $\ B$ deux points du plan. On appelle la translation de tout point $M$ du plan qui amène $A$ en $B$, le déplacement de celui-ci parallèlement à $[AB)$ et dans le sens de $[AB).$
 
La translation est souvent notée par la lettre $t.$
 
Donc, $t_{A\rightarrow B}$ est la translation qui amène $A$ en $B$ et $\ t_{B\rightarrow A}$ est la translation qui amène $B$ en $A.$
 
Si $M'$ est l'image de $M$ par $t_{A\rightarrow B}$ alors :
 
$\centerdot\ (MM')//(AB)$
 
$\centerdot\ MM'=AB$
 
$\centerdot\ [AB)\ $ et $\ [MM')$ ont même sens.

I.2. Construction et propriétés

a) Image d'un point

Soit $A\;,\ B\ $ et $\ M$ des points du plan. Construisons $M'$ image de $M$ par la translation qui amène $A$ en $B\ $ et $\ M''$ l'image de $M$ par la translation qui amène $B$ en $A.$

 

 
$$t_{A\rightarrow B}(M)=M'\left\lbrace\begin{array}{l} \centerdot\ (MM')//(AB)\\ \\\centerdot\ MM'=AB\\ \\\centerdot\ [MM')\ \text{ et }\ [AB)\ \text{ont même sens}\end{array}\right.$$
 
$$t_{B\rightarrow A}(M)=M''\left\lbrace\begin{array}{l} \centerdot\ (MM'')//(AB)\\ \\\centerdot\ MM''=AB\\ \\\centerdot\ [MM'')\ \text{ et }\ [BA)\ \text{ont même sens}\end{array}\right.$$

b) Image d'un segment

Soit $A\ $ et $\ B$ deux points du plan. $[IJ]$ un segment du plan.
 
Construisons l'image de $[IJ]$ par la translation qui amène $A$ en $B.$

 

 
$IJ=I'J'$
 
$(IJ)//(I'J')$

Propriété

L'image d'un segment par une translation est un segment de même longueur qui lui est parallèle.

c) Image d'une droite

Soit $(\Delta)$ une droite, $A\ $ et $\ B$ deux points du plan. Construisons l'image de $(\Delta)$ par la translation qui amène $A$ en $B.$

 

 

Propriété

L'image d'une droite par une translation est une droite qui lui est parallèle.

Application

Soit $\widehat{ABC}$ un angle de $45^{\circ}.$
 
$I\ $ et $\ J$ deux points du plan.
 
1) Construire l'image de $\widehat{ABC}$ par la translation qui transforme $J$ en $I.$
 
2) Que constates-tu ?

Solution

1) Construction

 

 
2) On constate que $mes\;\widehat{ABC}=mes\;\widehat{A'B'C'}$

Propriété

L'image d'un angle par une translation est un angle de même mesure.

II. Vecteur

II.1. Définition et notation

Soit $A\ $ et $\ B$ deux points du plan. Le vecteur $(A\;,\ B)$ est noté $\overrightarrow{AB}$ et il est déterminé par :
 
$-\ $ sa direction : celle de la droite $(AB)$
 
$-\ $ son sens : le sens de $A$ vers $B$ ou bien le sens du couple $(A\;,\ B)$
 
$-\ $ sa longueur : la longueur du segment $[AB]$

Exemple

Marquer les points $A\ $ et $\ A'$ tels que $A$ soit distant de $A'$ de $4\;cm.$
 
Donner les sens, directions et longueurs des vecteurs $\overrightarrow{AA'}\ $ et $\ \overrightarrow{A'A}$

 

 
$$\overrightarrow{AA'}\left\lbrace\begin{array}{l} -\ \text{direction : celle de la droite } (AA')\\ \\-\ \text{sens : de } A\ \text{ vers } A'\\ \\-\ \text{longueur : celle du segment } [AA'] \text{ égale à } 4\;cm\end{array}\right.$$
 
$$\overrightarrow{A'A}\left\lbrace\begin{array}{l} -\ \text{direction : celle de la droite } (A'A)\\ \\-\ \text{sens : de } A'\ \text{ vers } A\\ \\-\ \text{longueur : celle du segment } [A'A] \text{ égale à } 4\;cm\end{array}\right.$$
 
N.B : Si $\vec{u}$ est un vecteur du plan tel que $\vec{u}=\overrightarrow{AB}$ où $A\ $ et $\ B$ sont des points du plan alors, on dit que le vecteur $\vec{u}$ est un représentant du vecteur $\overrightarrow{AB}.$

II.2. Vecteurs égaux

Deux vecteurs sont dits égaux s'ils ont même direction, même sens et même longueur.
 
N.B : Si $\vec{u}$ est un vecteur du plan alors, son opposé est noté $-\vec{u}.$ Il a la même direction, la même longueur que le vecteur $\vec{u}$ mais de sens opposé à celui de $\vec{u}.$

Exemple

Soit $ABCD$ est un parallélogramme

 

 
alors, on a :
 
$\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}\ $ et $\ \overrightarrow{BA}=\overrightarrow{CD}$
 
$\overrightarrow{BA}\ $ et $\ \overrightarrow{DC}$ sont opposés $\overrightarrow{BA}=-\overrightarrow{DC}$

II.3. Parallélogramme et vecteur

$-\ $ Si $ABCD$ est un parallélogramme alors $\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}$
 
$-\ $ Si $\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{DC}$ alors, $ABCD$ est un parallélogramme (voir l'exemple précédent)

II.4. Milieu d'un segment et vecteur

$-\ $ Si un point $I$ est milieu d'un segment $[AB]$ alors,
$$\overrightarrow{AI}=\overrightarrow{IB}$$

 
$-\ $ Si les points $A\;,\ B\ $ et $\ I$ sont tels que $\overrightarrow{AI}=\overrightarrow{IB}$ alors, $I$ est milieu du segment $[AB].$
 
En effet, $\overrightarrow{AI}+\overrightarrow{BI}=\vec{0}$ (vecteur nul)

II.5. Somme des vecteurs

Soit $\vec{u}\ $ et $\ \vec{v}$ deux vecteurs du plan.
 
$\vec{u}+\vec{v}$ est aussi un vecteur du plan.

 

 

Application

Construire $ABCD$ un parallélogramme. Indiquer sur la même figure les vecteurs suivants :
$$\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}\;,\quad\overrightarrow{AD}+\overrightarrow{DC}$$

Solution


 
N.B : Pour tout vecteur $\overrightarrow{AB}$ du plan et $M$ un point du plan, on a :
$$\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{AM}+\overrightarrow{MB}$$
C'est la relation de Chasles.

 

Auteur: 
Mamadou Siradji Dia

Commentaires

Je suis Professeur. Et j'aurai aimé avoir accès(télécharger) à ce fichier pour mes préparartions de cours

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