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Déterminant de deux vecteurs - Critère de colinéarité
I) Déterminant de deux vecteurs dans une base orthonormée
Définition:
Soit $(\overrightarrow{i}, \overrightarrow{j})$ une base orthonormée,
Soient $\overrightarrow{u} \left ( \begin{array}{c} x_1 \\ y_1 \end{array} \right)$ et $\overrightarrow{v} \left ( \begin{array}{c} x_2 \\ y_2 \end{array} \right)$ deux vecteurs exprimés dans cette base,
On appelle déterminant des deux vecteurs $\overrightarrow{u}$ et $\overrightarrow{v}$ le réel $x_1y_2 - y_1x_2$. On note:
$Det(\overrightarrow{u}, \overrightarrow{v}) = \left | \begin{array}{cc} x_1 & x_2 \\ y_1 & y_2 \end{array} \right | = x_1y_2 - y_1x_2$
Exemples:
$Det(\overrightarrow{i}, \overrightarrow{i}) = \left | \begin{array}{cc} 1 & 1 \\ 0 & 0 \end{array} \right | = 1 \times 0 - 0 \times 1 = 0$
$Det(\overrightarrow{i}, \overrightarrow{j}) = \left | \begin{array}{cc} 1 & 0 \\ 0 & 1 \end{array} \right | = 1 \times 1 - 0 \times 0 = 1$
II) Colinéarité de deux vecteurs
Deux vecteurs non nuls $\overrightarrow{u}$ et $\overrightarrow{v}$ sont colinéaires s
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Premiers exemples: aires et volumes Les calculs d'aires et de volumes sous forme de déterminants dans des espaces euclidiens apparaissent comme des cas particuliers de la notion plus générale de déterminant. Pour les distinguer, la lettre majuscule D (Det) leur est parfois réservée. Déterminant de deux vecteurs dans le plan euclidien Fig. 1. Le déterminant est l' aire (Aires (en espagnol, les airs) est une compagnie aérienne intérieure de Colombie. ) bleue orientée. Soit P le plan euclidien orienté usuel. Le déterminant des vecteurs X et X ' est donné par l'expression analytique ou, de façon équivalente, par l'expression géométrique dans laquelle θ est l' angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts... ) orienté formé par les vecteurs X et X '. Propriétés La valeur absolue (Un nombre réel est constitué de deux parties: un signe + ou - et une valeur absolue. ) du déterminant est égale à l'aire du parallélogramme (Un parallélogramme, en géométrie, est un quadrilatère (convexe) dont les côtés sont... ) défini par X et X ' ( X 'sinθ est en effet la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé. )
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C'est ainsi que:. Dans le même ordre d'idées, les coefficients des vecteurs peuvent être regroupés, ce qui aboutit à la règle suivante:. Comme pour les entiers, il existe des identités remarquables avec les vecteurs. C'est ainsi que:
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Soit ( 0; i →; j →) \left(0;\overrightarrow{i};\overrightarrow{j} \right) un repère du plan. Soient deux vecteurs u → ( x; y) \overrightarrow{u} \left(x;y\right) et v → ( x ′; y ′) \overrightarrow{v} \left(x';y'\right). Le d e ˊ terminant \text{\color{red}déterminant} des vecteurs u → \overrightarrow{u} et v → \overrightarrow{v} est le réel det ( u →, v →) = x y ′ − x ′ y \det \left(\overrightarrow{u}, \overrightarrow{v} \right)=xy'-x'y On peut également écrire les vecteurs u → \overrightarrow{u} et v → \overrightarrow{v} sous la forme u → ( x y) \overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {x} \\ {y} \end{array}\right) et v → ( x ′ y ′) \overrightarrow{v} \left(\begin{array}{c} {x'} \\ {y'} \end{array}\right).
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