Mathématiques • Seconde

Critère de colinéarité
| Exercices corrigés

Infographie & Exercices
\( \vec{u} \text{ et } \vec{v} \text{ sont colinéaires} \Leftrightarrow x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)
Critère de colinéarité
Critère de colinéarité
\( \vec{u}(x_u, y_u) \text{ et } \vec{v}(x_v, y_v) \)
\( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)
Vecteurs colinéaires
\( \vec{v} = k \cdot \vec{u} \)
\( \text{avec } k \in \mathbb{R} \)
🎯
Définition : Deux vecteurs sont colinéaires s'ils ont la même direction (éventuellement opposée).
📏
Critère : \( \vec{u} \) et \( \vec{v} \) sont colinéaires si et seulement si \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \).
🔄
Conséquence : Les droites sont parallèles ou confondues si leurs vecteurs directeurs sont colinéaires.
💡
Conseil : Calculer le déterminant des coordonnées
🔍
Attention : Le déterminant doit être nul
Astuce : \( x_1y_2 - x_2y_1 = 0 \) est le produit croisé
Exercice 1
Soit \( \vec{u}(2, 4) \) et \( \vec{v}(1, 2) \). Sont-ils colinéaires ?
Exercice 2
Soit \( \vec{a}(3, -6) \) et \( \vec{b}(-1, 2) \). Sont-ils colinéaires ?
Exercice 3
Soit \( \vec{p}(4, 2) \) et \( \vec{q}(6, 3) \). Sont-ils colinéaires ?
Exercice 4
Soit \( \vec{m}(1, 3) \) et \( \vec{n}(2, 5) \). Sont-ils colinéaires ?
Exercice 5
Soit \( \vec{r}(-2, 4) \) et \( \vec{s}(1, -2) \). Sont-ils colinéaires ?
Exercice 6
Soit \( \vec{f}(5, 0) \) et \( \vec{g}(10, 0) \). Sont-ils colinéaires ?
Exercice 7
Soit \( \vec{h}(0, 3) \) et \( \vec{i}(0, -6) \). Sont-ils colinéaires ?
Exercice 8
Soit \( \vec{j}(2, 1) \) et \( \vec{k}(-4, -2) \). Sont-ils colinéaires ?
Exercice 9
Soit \( \vec{l}(3, 7) \) et \( \vec{m}(6, 14) \). Sont-ils colinéaires ?
Exercice 10
Soit \( \vec{x}(1, -1) \) et \( \vec{y}(-3, 3) \). Sont-ils colinéaires ?
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Colinéarité de \( \vec{u}(2, 4) \) et \( \vec{v}(1, 2) \)
Critère de colinéarité :

Deux vecteurs \( \vec{u}(x_u, y_u) \) et \( \vec{v}(x_v, y_v) \) sont colinéaires si et seulement si :

\( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

Méthode de vérification :
  1. Identifier les coordonnées de chaque vecteur
  2. Appliquer la formule : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u \)
  3. Si le résultat est 0, les vecteurs sont colinéaires
  4. Si le résultat est différent de 0, ils ne sont pas colinéaires
Étape 1 : Données

\( \vec{u}(2, 4) \) et \( \vec{v}(1, 2) \)

Donc \( x_u = 2 \), \( y_u = 4 \), \( x_v = 1 \), \( y_v = 2 \)

Étape 2 : Application de la formule

\( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 2 \cdot 2 - 1 \cdot 4 \)

\( = 4 - 4 = 0 \)

Étape 3 : Conclusion

Le déterminant est égal à 0

Réponse finale :

Les vecteurs \( \vec{u}(2, 4) \) et \( \vec{v}(1, 2) \) sont colinéaires.

Règles appliquées :

Critère de colinéarité : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

• On peut aussi vérifier que \( \vec{v} = k \cdot \vec{u} \) avec \( k = \frac{1}{2} \)

• En effet, \( \vec{v} = \frac{1}{2} \cdot \vec{u} \) car \( (1, 2) = \frac{1}{2} \cdot (2, 4) \)

2 Colinéarité de \( \vec{a}(3, -6) \) et \( \vec{b}(-1, 2) \)
Critère de colinéarité :

Deux vecteurs \( \vec{a}(x_a, y_a) \) et \( \vec{b}(x_b, y_b) \) sont colinéaires si et seulement si :

\( x_a \cdot y_b - x_b \cdot y_a = 0 \)

Étape 1 : Données

\( \vec{a}(3, -6) \) et \( \vec{b}(-1, 2) \)

Donc \( x_a = 3 \), \( y_a = -6 \), \( x_b = -1 \), \( y_b = 2 \)

Étape 2 : Application de la formule

\( x_a \cdot y_b - x_b \cdot y_a = 3 \cdot 2 - (-1) \cdot (-6) \)

\( = 6 - 6 = 0 \)

Étape 3 : Conclusion

Le déterminant est égal à 0

Réponse finale :

Les vecteurs \( \vec{a}(3, -6) \) et \( \vec{b}(-1, 2) \) sont colinéaires.

Règles appliquées :

Critère de colinéarité : \( x_a \cdot y_b - x_b \cdot y_a = 0 \)

• On peut vérifier que \( \vec{b} = k \cdot \vec{a} \) avec \( k = -\frac{1}{3} \)

• En effet, \( \vec{b} = -\frac{1}{3} \cdot \vec{a} \) car \( (-1, 2) = -\frac{1}{3} \cdot (3, -6) \)

3 Colinéarité de \( \vec{p}(4, 2) \) et \( \vec{q}(6, 3) \)
Critère de colinéarité :

Deux vecteurs \( \vec{p}(x_p, y_p) \) et \( \vec{q}(x_q, y_q) \) sont colinéaires si et seulement si :

\( x_p \cdot y_q - x_q \cdot y_p = 0 \)

Étape 1 : Données

\( \vec{p}(4, 2) \) et \( \vec{q}(6, 3) \)

Donc \( x_p = 4 \), \( y_p = 2 \), \( x_q = 6 \), \( y_q = 3 \)

Étape 2 : Application de la formule

\( x_p \cdot y_q - x_q \cdot y_p = 4 \cdot 3 - 6 \cdot 2 \)

\( = 12 - 12 = 0 \)

Étape 3 : Conclusion

Le déterminant est égal à 0

Réponse finale :

Les vecteurs \( \vec{p}(4, 2) \) et \( \vec{q}(6, 3) \) sont colinéaires.

Règles appliquées :

Critère de colinéarité : \( x_p \cdot y_q - x_q \cdot y_p = 0 \)

• On peut vérifier que \( \vec{q} = k \cdot \vec{p} \) avec \( k = \frac{3}{2} \)

• En effet, \( \vec{q} = \frac{3}{2} \cdot \vec{p} \) car \( (6, 3) = \frac{3}{2} \cdot (4, 2) \)

4 Colinéarité de \( \vec{m}(1, 3) \) et \( \vec{n}(2, 5) \)
Critère de colinéarité :

Deux vecteurs \( \vec{m}(x_m, y_m) \) et \( \vec{n}(x_n, y_n) \) sont colinéaires si et seulement si :

\( x_m \cdot y_n - x_n \cdot y_m = 0 \)

Étape 1 : Données

\( \vec{m}(1, 3) \) et \( \vec{n}(2, 5) \)

Donc \( x_m = 1 \), \( y_m = 3 \), \( x_n = 2 \), \( y_n = 5 \)

Étape 2 : Application de la formule

\( x_m \cdot y_n - x_n \cdot y_m = 1 \cdot 5 - 2 \cdot 3 \)

\( = 5 - 6 = -1 \)

Étape 3 : Conclusion

Le déterminant est différent de 0

Réponse finale :

Les vecteurs \( \vec{m}(1, 3) \) et \( \vec{n}(2, 5) \) ne sont pas colinéaires.

Règles appliquées :

Critère de colinéarité : \( x_m \cdot y_n - x_n \cdot y_m = 0 \)

• Comme le déterminant est non nul (-1 ≠ 0), les vecteurs ne sont pas colinéaires

• Il n'existe aucun réel k tel que \( \vec{n} = k \cdot \vec{m} \)

5 Colinéarité de \( \vec{r}(-2, 4) \) et \( \vec{s}(1, -2) \)
Critère de colinéarité :

Deux vecteurs \( \vec{r}(x_r, y_r) \) et \( \vec{s}(x_s, y_s) \) sont colinéaires si et seulement si :

\( x_r \cdot y_s - x_s \cdot y_r = 0 \)

Étape 1 : Données

\( \vec{r}(-2, 4) \) et \( \vec{s}(1, -2) \)

Donc \( x_r = -2 \), \( y_r = 4 \), \( x_s = 1 \), \( y_s = -2 \)

Étape 2 : Application de la formule

\( x_r \cdot y_s - x_s \cdot y_r = (-2) \cdot (-2) - 1 \cdot 4 \)

\( = 4 - 4 = 0 \)

Étape 3 : Conclusion

Le déterminant est égal à 0

Réponse finale :

Les vecteurs \( \vec{r}(-2, 4) \) et \( \vec{s}(1, -2) \) sont colinéaires.

Règles appliquées :

Critère de colinéarité : \( x_r \cdot y_s - x_s \cdot y_r = 0 \)

• On peut vérifier que \( \vec{s} = k \cdot \vec{r} \) avec \( k = -\frac{1}{2} \)

• En effet, \( \vec{s} = -\frac{1}{2} \cdot \vec{r} \) car \( (1, -2) = -\frac{1}{2} \cdot (-2, 4) \)

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Colinéarité de \( \vec{f}(5, 0) \) et \( \vec{g}(10, 0) \)
Critère de colinéarité :

Deux vecteurs \( \vec{f}(x_f, y_f) \) et \( \vec{g}(x_g, y_g) \) sont colinéaires si et seulement si :

\( x_f \cdot y_g - x_g \cdot y_f = 0 \)

Étape 1 : Données

\( \vec{f}(5, 0) \) et \( \vec{g}(10, 0) \)

Donc \( x_f = 5 \), \( y_f = 0 \), \( x_g = 10 \), \( y_g = 0 \)

Étape 2 : Application de la formule

\( x_f \cdot y_g - x_g \cdot y_f = 5 \cdot 0 - 10 \cdot 0 \)

\( = 0 - 0 = 0 \)

Étape 3 : Conclusion

Le déterminant est égal à 0

Réponse finale :

Les vecteurs \( \vec{f}(5, 0) \) et \( \vec{g}(10, 0) \) sont colinéaires.

Règles appliquées :

Critère de colinéarité : \( x_f \cdot y_g - x_g \cdot y_f = 0 \)

• Les deux vecteurs sont horizontaux (ordonnées nulles)

• On peut vérifier que \( \vec{g} = 2 \cdot \vec{f} \) car \( (10, 0) = 2 \cdot (5, 0) \)

7 Colinéarité de \( \vec{h}(0, 3) \) et \( \vec{i}(0, -6) \)
Critère de colinéarité :

Deux vecteurs \( \vec{h}(x_h, y_h) \) et \( \vec{i}(x_i, y_i) \) sont colinéaires si et seulement si :

\( x_h \cdot y_i - x_i \cdot y_h = 0 \)

Étape 1 : Données

\( \vec{h}(0, 3) \) et \( \vec{i}(0, -6) \)

Donc \( x_h = 0 \), \( y_h = 3 \), \( x_i = 0 \), \( y_i = -6 \)

Étape 2 : Application de la formule

\( x_h \cdot y_i - x_i \cdot y_h = 0 \cdot (-6) - 0 \cdot 3 \)

\( = 0 - 0 = 0 \)

Étape 3 : Conclusion

Le déterminant est égal à 0

Réponse finale :

Les vecteurs \( \vec{h}(0, 3) \) et \( \vec{i}(0, -6) \) sont colinéaires.

Règles appliquées :

Critère de colinéarité : \( x_h \cdot y_i - x_i \cdot y_h = 0 \)

• Les deux vecteurs sont verticaux (abscisses nulles)

• On peut vérifier que \( \vec{i} = -2 \cdot \vec{h} \) car \( (0, -6) = -2 \cdot (0, 3) \)

8 Colinéarité de \( \vec{j}(2, 1) \) et \( \vec{k}(-4, -2) \)
Critère de colinéarité :

Deux vecteurs \( \vec{j}(x_j, y_j) \) et \( \vec{k}(x_k, y_k) \) sont colinéaires si et seulement si :

\( x_j \cdot y_k - x_k \cdot y_j = 0 \)

Étape 1 : Données

\( \vec{j}(2, 1) \) et \( \vec{k}(-4, -2) \)

Donc \( x_j = 2 \), \( y_j = 1 \), \( x_k = -4 \), \( y_k = -2 \)

Étape 2 : Application de la formule

\( x_j \cdot y_k - x_k \cdot y_j = 2 \cdot (-2) - (-4) \cdot 1 \)

\( = -4 - (-4) = -4 + 4 = 0 \)

Étape 3 : Conclusion

Le déterminant est égal à 0

Réponse finale :

Les vecteurs \( \vec{j}(2, 1) \) et \( \vec{k}(-4, -2) \) sont colinéaires.

Règles appliquées :

Critère de colinéarité : \( x_j \cdot y_k - x_k \cdot y_j = 0 \)

• On peut vérifier que \( \vec{k} = -2 \cdot \vec{j} \) car \( (-4, -2) = -2 \cdot (2, 1) \)

• Les vecteurs sont de sens opposé car le coefficient est négatif

9 Colinéarité de \( \vec{l}(3, 7) \) et \( \vec{m}(6, 14) \)
Critère de colinéarité :

Deux vecteurs \( \vec{l}(x_l, y_l) \) et \( \vec{m}(x_m, y_m) \) sont colinéaires si et seulement si :

\( x_l \cdot y_m - x_m \cdot y_l = 0 \)

Étape 1 : Données

\( \vec{l}(3, 7) \) et \( \vec{m}(6, 14) \)

Donc \( x_l = 3 \), \( y_l = 7 \), \( x_m = 6 \), \( y_m = 14 \)

Étape 2 : Application de la formule

\( x_l \cdot y_m - x_m \cdot y_l = 3 \cdot 14 - 6 \cdot 7 \)

\( = 42 - 42 = 0 \)

Étape 3 : Conclusion

Le déterminant est égal à 0

Réponse finale :

Les vecteurs \( \vec{l}(3, 7) \) et \( \vec{m}(6, 14) \) sont colinéaires.

Règles appliquées :

Critère de colinéarité : \( x_l \cdot y_m - x_m \cdot y_l = 0 \)

• On peut vérifier que \( \vec{m} = 2 \cdot \vec{l} \) car \( (6, 14) = 2 \cdot (3, 7) \)

• Le vecteur \( \vec{m} \) est proportionnel à \( \vec{l} \) avec un coefficient de 2

10 Colinéarité de \( \vec{x}(1, -1) \) et \( \vec{y}(-3, 3) \)
Critère de colinéarité :

Deux vecteurs \( \vec{x}(x_x, y_x) \) et \( \vec{y}(x_y, y_y) \) sont colinéaires si et seulement si :

\( x_x \cdot y_y - x_y \cdot y_x = 0 \)

Étape 1 : Données

\( \vec{x}(1, -1) \) et \( \vec{y}(-3, 3) \)

Donc \( x_x = 1 \), \( y_x = -1 \), \( x_y = -3 \), \( y_y = 3 \)

Étape 2 : Application de la formule

\( x_x \cdot y_y - x_y \cdot y_x = 1 \cdot 3 - (-3) \cdot (-1) \)

\( = 3 - 3 = 0 \)

Étape 3 : Conclusion

Le déterminant est égal à 0

Réponse finale :

Les vecteurs \( \vec{x}(1, -1) \) et \( \vec{y}(-3, 3) \) sont colinéaires.

Règles appliquées :

Critère de colinéarité : \( x_x \cdot y_y - x_y \cdot y_x = 0 \)

• On peut vérifier que \( \vec{y} = -3 \cdot \vec{x} \) car \( (-3, 3) = -3 \cdot (1, -1) \)

• Les vecteurs sont de sens opposé car le coefficient est négatif

Critère de colinéarité Colinéarité de vecteurs