La norme et le sens sont deux des trois informations définition de base d'un vecteur, la troisième est la direction. Les coordonnées aussi donnent des informations mais n'est pas ce qui définit de base le vecteur
La direction est la seule information gardée pour des vecteurs colinéaires. En effet, la norme et le sens peuvent être différents
En effet, sommer des vecteurs revient à les placer l'un à la suite de l'autre dans le plan et mettre →u puis →v ou →v puis →u dessiner l'un à la suite de l'autre revient au même. Les deux autres étant bien fausses.
Si le vecteur →u représente le chemin de A à B deux points du plan, l'opposé est la translation inverse, soit le chemin de B à A. Donc la norme et la direction sont les mêmes, mais le sens est opposé.
La multiplication de vecteur par un réel positif multiplie la norme uniquement et si le réel est négatif, le sens du vecteur final sera opposé au vecteur d'origine.
Même si deux vecteurs faisant un angle droit forment bien une base ce n'est le cas que pour un espace 2D et cela ne suffit pas pour un espace à plus de 2 dimensions. On peut décomposer un vecteur en une somme d'autres vecteurs sans qu'ils soient colinéaires, ce qui est nécessaire pour une base.
Quand on projette un point sur une droite d le point se trouve sur cette droite. La projection étant orthogonale, on utilise comme droite de construction celle qui croise d en faisant un angle à 90° (une droite orthogonale). Donc, le point projeté est le croisement de ces deux droites.
Un produit scalaire est un produit, et de ce fait, on fait simplement le produit des normes dans le cas de deux vecteurs colinéaires.
Pour deux vecteurs →u et →v éloigné d'un angle a, →u.→v = ||→u|| x ||→v|| x cos(a) est l'une des formules fonctionnant pour un produit scalaire.
Pour deux vecteur séparés d'un angle a, leur produit scalaire contient la multiplication par cos(a) et pour deux vecteurs orthogonaux a = 90° et cos(90°) =v0, on a bien un produit scalaire de 0.
La bilinéarité est la linéarité par rapport aux deux variables indépendamment. On a ici la distributivité de k sur le produit scalaire qui peut se faire au choix sur l'un des deux vecteurs. L'autre propriété étant (→u+→v.→w) = (→u.→w)+(→v.→w) ou (→u.→v+→w) = (→u.→v)+(→u.→w).
La symétrie du produit scalaire définit bien que (→u.→v) = (→v.→u). (3→u.→v) = (→u.3→v) est vrai mais c'est dû à la bilinéarité du produit scalaire. L'autre réponse n'a aucun sens car (→u.→v) est un nombre réel et le produit scalaire de réels n'existe pas.
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Le calcul vectoriel et le produit scalaire
Le calcul vectoriel a une importance capitale en physique car il permet de faire des opération sur des grandeurs liées à un espace, comme par exemple les forces. Toutes les forces dans l'espace sont décrites par des vecteurs. Par exemple dans l'espace (x,y,z), le poids est une force représentée par un vecteur de valeur (0,0,-mg) avec m la masse du corps étudié et g une constante gravitationnelle. Pour étudier les forces, il est fondamental de savoir manipuler les vecteurs et les opérations qui en découlent comme le produit scalaire.