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Notion

Les vecteurs

Un vecteur est un objet mathématique qui représente un déplacement : il possède une direction, un sens et une longueur (sa norme), mais pas de position fixe. On le note vecteur u ou vecteur AB (déplacement du point A vers le point B). Deux vecteurs sont égaux s'ils ont même direction, même sens et même longueur, même situés à des endroits différents. On additionne les vecteurs avec la relation de Chasles vecteur AB + vecteur BC = vecteur AC, et on les multiplie par un nombre. Dans un repère, un vecteur se décrit par ses coordonnées. Les vecteurs servent à étudier l'alignement, le parallélisme, les milieux et à repérer des points ; ils sont fondamentaux en géométrie.

Définitions

Vecteur
Un vecteur vecteur AB décrit le déplacement qui mène du point A au point B : il a une direction, un sens et une longueur (sa norme). Deux vecteurs égaux ont les mêmes coordonnées.
Coordonnées d'un vecteur
Dans un repère, les coordonnées de vecteur AB sont (x_B - x_A ; y_B - y_A) : on soustrait les coordonnées du point de départ à celles du point d'arrivée.
Vecteurs colinéaires
Deux vecteurs sont colinéaires s'ils ont la même direction (l'un est un multiple de l'autre). C'est le critère pour démontrer que des points sont alignés ou que des droites sont parallèles.

Formules

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Méthodes

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Deux exercices pour vérifier

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1

Coordonnées et norme

Niveau 1 · Application directe
Soient A(1 ;2) et B(4 ;6). Déterminer les coordonnées de vecteur AB puis la distance AB.
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  1. 1.
    vecteur AB (x_B - x_A ; y_B - y_A) = (4 - 1 ; 6 - 2) = (3 ;4).
  2. 2.
    AB = √(3² + 4²) = √(25) = 5.
Réponse : vecteur AB (3 ;4) et AB = 5.

Méthode utilisée : vecteur AB =(x_B-x_A ;y_B-y_A) ; norme =√(x²+y²).

Erreur fréquente : Calculer A-B au lieu de B-A.

2

Tester la colinéarité

Niveau 2 · Méthode complète
Les vecteurs vecteur u (2 ;3) et vecteur v (4 ;6) sont-ils colinéaires ?
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  1. 1.
    On calcule le déterminant x y' - y x' avec vecteur u (2 ;3) et vecteur v (4 ;6).
  2. 2.
    2× 6 - 3× 4 = 12 - 12 = 0.
  3. 3.
    Le déterminant est nul : vecteur u et vecteur v sont colinéaires.
Réponse : Oui, ils sont colinéaires (déterminant nul).

Méthode utilisée : Colinéaires déterminant xy'-x'y=0.

Erreur fréquente : Conclure « non colinéaires » car les coordonnées sont différentes.

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Questions fréquentes

C'est quoi un vecteur, simplement ?

C'est une flèche qui indique un déplacement : une direction, un sens et une longueur. Par exemple « avancer de 3 cases à droite et 4 vers le haut » est un vecteur de coordonnées (3 ; 4).

Comment trouver les coordonnées d'un vecteur AB ?

On fait « arrivée moins départ » : (x_B − x_A ; y_B − y_A). Pour A(1 ; 2) et B(4 ; 6), le vecteur AB a pour coordonnées (3 ; 4).

C'est quoi la norme d'un vecteur ?

C'est sa longueur. On la calcule avec √(x² + y²), grâce au théorème de Pythagore. La distance entre deux points, c'est la norme du vecteur qui les relie.

Que veut dire « vecteurs colinéaires » ?

Qu'ils ont la même direction : l'un est un agrandissement ou une réduction de l'autre (éventuellement en sens opposé). C'est l'outil pour prouver que des points sont alignés ou que deux droites sont parallèles.

Comment montrer que trois points sont alignés ?

On vérifie que les vecteurs AB et AC sont colinéaires, avec le test du déterminant xy' − yx' = 0. Si c'est nul, les trois points sont sur une même droite.

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