Définition - Vecteur

On considère la translation qui transforme un point $\mathrm{M}$ en un point $\mathrm{M}'$ distinct de $\mathrm{M}$.

Le vecteur associé à la translation se représente par une flèche :

Ce vecteur se note $\overrightarrow{\mathrm{MM'}}$, on peut aussi le noter par une seule lettre comme par exemple $\overrightarrow{\mathrm{u}}$.

Cas particulier du vecteur nul

La translation qui transforme un point $\mathrm{M}$ en lui même laisse les figures inchangées, le vecteur associé à cette translation est le vecteur nul noté $\overrightarrow{\mathrm{0}}$. On ne peut pas le représenter par une flèche.

Définition - Caractéristiques d'un vecteur

Soit $\overrightarrow{\mathrm{MM'}}$ un vecteur non nul :

ce vecteur est caractérisé par :

  • sa direction (« inclinaison » de la droite $\mathrm{(MM')}$) ;
  • son sens (de $\mathrm{M}$ vers $\mathrm{M'}$) ;
  • sa longueur appelée norme.

Cas particulier du vecteur nul

Le vecteur nul est de norme 0, il n'a ni direction ni sens.

Définition - Vecteurs égaux

On dit que deux vecteurs sont égaux s'ils définissent la même translation.

En particulier deux vecteurs non nuls sont égaux si et seulement si ils ont la même direction, le même sens et la même norme.

Exemple

Quels sont les vecteurs égaux au vecteur $\overrightarrow{\mathrm{u}}$ sur la figure ci-dessous ?

Solution

  • Les vecteurs $\overrightarrow{\mathrm{u}}$ et $\overrightarrow{\mathrm{w}}$ sont des vecteurs égaux car ils ont :

    • même direction ;
    • même sens ;
    • même norme.
  • Les vecteurs $\overrightarrow{\mathrm{u}}$ et $\overrightarrow{\mathrm{r}}$ ne sont pas égaux, car ils n'ont pas le même sens.
  • Les vecteurs $\overrightarrow{\mathrm{u}}$ et $\overrightarrow{\mathrm{v}}$ ne sont pas égaux, car ils n'ont pas la même direction.
  • Les vecteurs $\overrightarrow{\mathrm{u}}$ et $\overrightarrow{\mathrm{s}}$ ne sont pas égaux, car ils n'ont pas la même norme.
Propriété - Vecteurs égaux et parallélogramme

Soient $\mathrm{A}$, $\mathrm{B}$, $\mathrm{C}$ et $\mathrm{D}$ quatre points distincts du plan.

$\overrightarrow{\text{AB}}=\overrightarrow{\text{CD}}$ si et seulement si $\mathrm{AB\underline{D}C}$ est un parallélogramme.

Définition - Somme de vecteurs, relation de Chasles

La somme de deux vecteurs $\overrightarrow{\text{u}}$ et $\overrightarrow{\text{v}}$ est le vecteur $\overrightarrow{\mathrm{w}}$ associé à la translation résultant de l'enchaînement des translations de vecteur $\overrightarrow{\text{u}}$ et de vecteur $\overrightarrow{\text{v}}$.

On écrit alors : $\overrightarrow{\mathrm{w}}=\overrightarrow{\mathrm{u}}+\overrightarrow{\mathrm{v}}$.

On peut également écrire $\overrightarrow{\text{AC}}=\overrightarrow{\text{AB}}+\overrightarrow{\text{BC}}$, c'est la relation de Chasles.

Exemple 1

Sur la figure ci-dessous, construire le point $\mathrm{D}$ tel que $\overrightarrow{\mathrm{GD}}=\overrightarrow{\mathrm{ON}}+\overrightarrow{\mathrm{NG}}$.

Exemple 2

Sur la figure ci-dessous, construire le point $\mathrm{M}$ tel que $\overrightarrow{\mathrm{IM}}=\overrightarrow{\mathrm{IR}}+\overrightarrow{\mathrm{IO}}$.

Exemple 3

Sur la figure ci-dessous, construire le point $\mathrm{G}$ tel que $\overrightarrow{\mathrm{GS}}=\overrightarrow{\mathrm{ER}}+\overrightarrow{\mathrm{SR}}$.