Mathématiques • Seconde

Applications à l'alignement
| Exercices corrigés

Infographie & Exercices
\( \overrightarrow{AB} \text{ et } \overrightarrow{AC} \text{ sont colinéaires} \Leftrightarrow A, B, C \text{ sont alignés} \)
Critère d'alignement
Alignement de 3 points
\( A, B, C \text{ alignés} \)
\( \Leftrightarrow \overrightarrow{AB} \text{ et } \overrightarrow{AC} \text{ colinéaires} \)
Critère de colinéarité
\( \overrightarrow{u}(x_u, y_u) \)
\( \overrightarrow{v}(x_v, y_v) \text{ colinéaires} \Leftrightarrow x_u y_v - x_v y_u = 0 \)
🎯
Théorème : Trois points A, B et C sont alignés si et seulement si les vecteurs \( \overrightarrow{AB} \) et \( \overrightarrow{AC} \) sont colinéaires.
📏
Méthode : Calculer les coordonnées de \( \overrightarrow{AB} \) et \( \overrightarrow{AC} \), puis vérifier leur colinéarité.
🔄
Application : On peut utiliser ce critère pour vérifier si des points appartiennent à une même droite.
💡
Conseil : Prendre un point de référence
🔍
Attention : Vérifier le déterminant
Astuce : \( x_1y_2 - x_2y_1 = 0 \)
Exercice 1
A(1, 2), B(3, 4), C(5, 6). Sont-ils alignés ?
Exercice 2
D(-1, 1), E(2, 3), F(5, 5). Sont-ils alignés ?
Exercice 3
G(0, -1), H(2, 1), I(4, 3). Sont-ils alignés ?
Exercice 4
J(1, 0), K(3, 2), L(5, 5). Sont-ils alignés ?
Exercice 5
M(-2, -3), N(1, 1), O(4, 5). Sont-ils alignés ?
Exercice 6
P(2, -1), Q(4, 1), R(6, 3). Sont-ils alignés ?
Exercice 7
S(-3, 2), T(-1, 4), U(1, 6). Sont-ils alignés ?
Exercice 8
V(0, 0), W(2, 2), X(4, 5). Sont-ils alignés ?
Exercice 9
Y(-1, -2), Z(1, 0), A(3, 2). Sont-ils alignés ?
Exercice 10
B(1, 3), C(3, 5), D(5, 7). Sont-ils alignés ?
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Alignement de A(1, 2), B(3, 4), C(5, 6)
Critère d'alignement :

Trois points A, B et C sont alignés si et seulement si les vecteurs \( \overrightarrow{AB} \) et \( \overrightarrow{AC} \) sont colinéaires.

Deux vecteurs sont colinéaires si leur déterminant est nul : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \).

Méthode de vérification :
  1. Calculer les coordonnées de \( \overrightarrow{AB} \)
  2. Calculer les coordonnées de \( \overrightarrow{AC} \)
  3. Vérifier si les vecteurs sont colinéaires en calculant le déterminant
  4. Si le déterminant est nul, les points sont alignés
Étape 1 : Calcul de \( \overrightarrow{AB} \)

\( \overrightarrow{AB} = (x_B - x_A, y_B - y_A) \)

\( \overrightarrow{AB} = (3 - 1, 4 - 2) = (2, 2) \)

Étape 2 : Calcul de \( \overrightarrow{AC} \)

\( \overrightarrow{AC} = (x_C - x_A, y_C - y_A) \)

\( \overrightarrow{AC} = (5 - 1, 6 - 2) = (4, 4) \)

Étape 3 : Calcul du déterminant

\( \det(\overrightarrow{AB}, \overrightarrow{AC}) = x_{AB} \cdot y_{AC} - x_{AC} \cdot y_{AB} \)

\( = 2 \cdot 4 - 4 \cdot 2 = 8 - 8 = 0 \)

Étape 4 : Conclusion

Le déterminant est nul

Réponse finale :

Les points A(1, 2), B(3, 4) et C(5, 6) sont alignés.

Règles appliquées :

Critère d'alignement : \( \overrightarrow{AB} \) et \( \overrightarrow{AC} \) colinéaires

Formule du déterminant : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

• On peut aussi vérifier que \( \overrightarrow{AC} = 2 \cdot \overrightarrow{AB} \)

2 Alignement de D(-1, 1), E(2, 3), F(5, 5)
Critère d'alignement :

Trois points D, E et F sont alignés si et seulement si les vecteurs \( \overrightarrow{DE} \) et \( \overrightarrow{DF} \) sont colinéaires.

Deux vecteurs sont colinéaires si leur déterminant est nul.

Étape 1 : Calcul de \( \overrightarrow{DE} \)

\( \overrightarrow{DE} = (x_E - x_D, y_E - y_D) \)

\( \overrightarrow{DE} = (2 - (-1), 3 - 1) = (3, 2) \)

Étape 2 : Calcul de \( \overrightarrow{DF} \)

\( \overrightarrow{DF} = (x_F - x_D, y_F - y_D) \)

\( \overrightarrow{DF} = (5 - (-1), 5 - 1) = (6, 4) \)

Étape 3 : Calcul du déterminant

\( \det(\overrightarrow{DE}, \overrightarrow{DF}) = x_{DE} \cdot y_{DF} - x_{DF} \cdot y_{DE} \)

\( = 3 \cdot 4 - 6 \cdot 2 = 12 - 12 = 0 \)

Étape 4 : Conclusion

Le déterminant est nul

Réponse finale :

Les points D(-1, 1), E(2, 3) et F(5, 5) sont alignés.

Règles appliquées :

Critère d'alignement : \( \overrightarrow{DE} \) et \( \overrightarrow{DF} \) colinéaires

Formule du déterminant : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

• On peut aussi vérifier que \( \overrightarrow{DF} = 2 \cdot \overrightarrow{DE} \)

3 Alignement de G(0, -1), H(2, 1), I(4, 3)
Critère d'alignement :

Trois points G, H et I sont alignés si et seulement si les vecteurs \( \overrightarrow{GH} \) et \( \overrightarrow{GI} \) sont colinéaires.

Deux vecteurs sont colinéaires si leur déterminant est nul.

Étape 1 : Calcul de \( \overrightarrow{GH} \)

\( \overrightarrow{GH} = (x_H - x_G, y_H - y_G) \)

\( \overrightarrow{GH} = (2 - 0, 1 - (-1)) = (2, 2) \)

Étape 2 : Calcul de \( \overrightarrow{GI} \)

\( \overrightarrow{GI} = (x_I - x_G, y_I - y_G) \)

\( \overrightarrow{GI} = (4 - 0, 3 - (-1)) = (4, 4) \)

Étape 3 : Calcul du déterminant

\( \det(\overrightarrow{GH}, \overrightarrow{GI}) = x_{GH} \cdot y_{GI} - x_{GI} \cdot y_{GH} \)

\( = 2 \cdot 4 - 4 \cdot 2 = 8 - 8 = 0 \)

Étape 4 : Conclusion

Le déterminant est nul

Réponse finale :

Les points G(0, -1), H(2, 1) et I(4, 3) sont alignés.

Règles appliquées :

Critère d'alignement : \( \overrightarrow{GH} \) et \( \overrightarrow{GI} \) colinéaires

Formule du déterminant : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

• On peut aussi vérifier que \( \overrightarrow{GI} = 2 \cdot \overrightarrow{GH} \)

4 Alignement de J(1, 0), K(3, 2), L(5, 5)
Critère d'alignement :

Trois points J, K et L sont alignés si et seulement si les vecteurs \( \overrightarrow{JK} \) et \( \overrightarrow{JL} \) sont colinéaires.

Deux vecteurs sont colinéaires si leur déterminant est nul.

Étape 1 : Calcul de \( \overrightarrow{JK} \)

\( \overrightarrow{JK} = (x_K - x_J, y_K - y_J) \)

\( \overrightarrow{JK} = (3 - 1, 2 - 0) = (2, 2) \)

Étape 2 : Calcul de \( \overrightarrow{JL} \)

\( \overrightarrow{JL} = (x_L - x_J, y_L - y_J) \)

\( \overrightarrow{JL} = (5 - 1, 5 - 0) = (4, 5) \)

Étape 3 : Calcul du déterminant

\( \det(\overrightarrow{JK}, \overrightarrow{JL}) = x_{JK} \cdot y_{JL} - x_{JL} \cdot y_{JK} \)

\( = 2 \cdot 5 - 4 \cdot 2 = 10 - 8 = 2 \)

Étape 4 : Conclusion

Le déterminant est non nul (2 ≠ 0)

Réponse finale :

Les points J(1, 0), K(3, 2) et L(5, 5) ne sont pas alignés.

Règles appliquées :

Critère d'alignement : \( \overrightarrow{JK} \) et \( \overrightarrow{JL} \) colinéaires

Formule du déterminant : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

• Comme le déterminant est non nul, les points ne sont pas alignés

5 Alignement de M(-2, -3), N(1, 1), O(4, 5)
Critère d'alignement :

Trois points M, N et O sont alignés si et seulement si les vecteurs \( \overrightarrow{MN} \) et \( \overrightarrow{MO} \) sont colinéaires.

Deux vecteurs sont colinéaires si leur déterminant est nul.

Étape 1 : Calcul de \( \overrightarrow{MN} \)

\( \overrightarrow{MN} = (x_N - x_M, y_N - y_M) \)

\( \overrightarrow{MN} = (1 - (-2), 1 - (-3)) = (3, 4) \)

Étape 2 : Calcul de \( \overrightarrow{MO} \)

\( \overrightarrow{MO} = (x_O - x_M, y_O - y_M) \)

\( \overrightarrow{MO} = (4 - (-2), 5 - (-3)) = (6, 8) \)

Étape 3 : Calcul du déterminant

\( \det(\overrightarrow{MN}, \overrightarrow{MO}) = x_{MN} \cdot y_{MO} - x_{MO} \cdot y_{MN} \)

\( = 3 \cdot 8 - 6 \cdot 4 = 24 - 24 = 0 \)

Étape 4 : Conclusion

Le déterminant est nul

Réponse finale :

Les points M(-2, -3), N(1, 1) et O(4, 5) sont alignés.

Règles appliquées :

Critère d'alignement : \( \overrightarrow{MN} \) et \( \overrightarrow{MO} \) colinéaires

Formule du déterminant : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

• On peut aussi vérifier que \( \overrightarrow{MO} = 2 \cdot \overrightarrow{MN} \)

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Alignement de P(2, -1), Q(4, 1), R(6, 3)
Critère d'alignement :

Trois points P, Q et R sont alignés si et seulement si les vecteurs \( \overrightarrow{PQ} \) et \( \overrightarrow{PR} \) sont colinéaires.

Deux vecteurs sont colinéaires si leur déterminant est nul.

Étape 1 : Calcul de \( \overrightarrow{PQ} \)

\( \overrightarrow{PQ} = (x_Q - x_P, y_Q - y_P) \)

\( \overrightarrow{PQ} = (4 - 2, 1 - (-1)) = (2, 2) \)

Étape 2 : Calcul de \( \overrightarrow{PR} \)

\( \overrightarrow{PR} = (x_R - x_P, y_R - y_P) \)

\( \overrightarrow{PR} = (6 - 2, 3 - (-1)) = (4, 4) \)

Étape 3 : Calcul du déterminant

\( \det(\overrightarrow{PQ}, \overrightarrow{PR}) = x_{PQ} \cdot y_{PR} - x_{PR} \cdot y_{PQ} \)

\( = 2 \cdot 4 - 4 \cdot 2 = 8 - 8 = 0 \)

Étape 4 : Conclusion

Le déterminant est nul

Réponse finale :

Les points P(2, -1), Q(4, 1) et R(6, 3) sont alignés.

Règles appliquées :

Critère d'alignement : \( \overrightarrow{PQ} \) et \( \overrightarrow{PR} \) colinéaires

Formule du déterminant : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

• On peut aussi vérifier que \( \overrightarrow{PR} = 2 \cdot \overrightarrow{PQ} \)

7 Alignement de S(-3, 2), T(-1, 4), U(1, 6)
Critère d'alignement :

Trois points S, T et U sont alignés si et seulement si les vecteurs \( \overrightarrow{ST} \) et \( \overrightarrow{SU} \) sont colinéaires.

Deux vecteurs sont colinéaires si leur déterminant est nul.

Étape 1 : Calcul de \( \overrightarrow{ST} \)

\( \overrightarrow{ST} = (x_T - x_S, y_T - y_S) \)

\( \overrightarrow{ST} = (-1 - (-3), 4 - 2) = (2, 2) \)

Étape 2 : Calcul de \( \overrightarrow{SU} \)

\( \overrightarrow{SU} = (x_U - x_S, y_U - y_S) \)

\( \overrightarrow{SU} = (1 - (-3), 6 - 2) = (4, 4) \)

Étape 3 : Calcul du déterminant

\( \det(\overrightarrow{ST}, \overrightarrow{SU}) = x_{ST} \cdot y_{SU} - x_{SU} \cdot y_{ST} \)

\( = 2 \cdot 4 - 4 \cdot 2 = 8 - 8 = 0 \)

Étape 4 : Conclusion

Le déterminant est nul

Réponse finale :

Les points S(-3, 2), T(-1, 4) et U(1, 6) sont alignés.

Règles appliquées :

Critère d'alignement : \( \overrightarrow{ST} \) et \( \overrightarrow{SU} \) colinéaires

Formule du déterminant : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

• On peut aussi vérifier que \( \overrightarrow{SU} = 2 \cdot \overrightarrow{ST} \)

8 Alignement de V(0, 0), W(2, 2), X(4, 5)
Critère d'alignement :

Trois points V, W et X sont alignés si et seulement si les vecteurs \( \overrightarrow{VW} \) et \( \overrightarrow{VX} \) sont colinéaires.

Deux vecteurs sont colinéaires si leur déterminant est nul.

Étape 1 : Calcul de \( \overrightarrow{VW} \)

\( \overrightarrow{VW} = (x_W - x_V, y_W - y_V) \)

\( \overrightarrow{VW} = (2 - 0, 2 - 0) = (2, 2) \)

Étape 2 : Calcul de \( \overrightarrow{VX} \)

\( \overrightarrow{VX} = (x_X - x_V, y_X - y_V) \)

\( \overrightarrow{VX} = (4 - 0, 5 - 0) = (4, 5) \)

Étape 3 : Calcul du déterminant

\( \det(\overrightarrow{VW}, \overrightarrow{VX}) = x_{VW} \cdot y_{VX} - x_{VX} \cdot y_{VW} \)

\( = 2 \cdot 5 - 4 \cdot 2 = 10 - 8 = 2 \)

Étape 4 : Conclusion

Le déterminant est non nul (2 ≠ 0)

Réponse finale :

Les points V(0, 0), W(2, 2) et X(4, 5) ne sont pas alignés.

Règles appliquées :

Critère d'alignement : \( \overrightarrow{VW} \) et \( \overrightarrow{VX} \) colinéaires

Formule du déterminant : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

• Comme le déterminant est non nul, les points ne sont pas alignés

9 Alignement de Y(-1, -2), Z(1, 0), A(3, 2)
Critère d'alignement :

Trois points Y, Z et A sont alignés si et seulement si les vecteurs \( \overrightarrow{YZ} \) et \( \overrightarrow{YA} \) sont colinéaires.

Deux vecteurs sont colinéaires si leur déterminant est nul.

Étape 1 : Calcul de \( \overrightarrow{YZ} \)

\( \overrightarrow{YZ} = (x_Z - x_Y, y_Z - y_Y) \)

\( \overrightarrow{YZ} = (1 - (-1), 0 - (-2)) = (2, 2) \)

Étape 2 : Calcul de \( \overrightarrow{YA} \)

\( \overrightarrow{YA} = (x_A - x_Y, y_A - y_Y) \)

\( \overrightarrow{YA} = (3 - (-1), 2 - (-2)) = (4, 4) \)

Étape 3 : Calcul du déterminant

\( \det(\overrightarrow{YZ}, \overrightarrow{YA}) = x_{YZ} \cdot y_{YA} - x_{YA} \cdot y_{YZ} \)

\( = 2 \cdot 4 - 4 \cdot 2 = 8 - 8 = 0 \)

Étape 4 : Conclusion

Le déterminant est nul

Réponse finale :

Les points Y(-1, -2), Z(1, 0) et A(3, 2) sont alignés.

Règles appliquées :

Critère d'alignement : \( \overrightarrow{YZ} \) et \( \overrightarrow{YA} \) colinéaires

Formule du déterminant : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

• On peut aussi vérifier que \( \overrightarrow{YA} = 2 \cdot \overrightarrow{YZ} \)

10 Alignement de B(1, 3), C(3, 5), D(5, 7)
Critère d'alignement :

Trois points B, C et D sont alignés si et seulement si les vecteurs \( \overrightarrow{BC} \) et \( \overrightarrow{BD} \) sont colinéaires.

Deux vecteurs sont colinéaires si leur déterminant est nul.

Étape 1 : Calcul de \( \overrightarrow{BC} \)

\( \overrightarrow{BC} = (x_C - x_B, y_C - y_B) \)

\( \overrightarrow{BC} = (3 - 1, 5 - 3) = (2, 2) \)

Étape 2 : Calcul de \( \overrightarrow{BD} \)

\( \overrightarrow{BD} = (x_D - x_B, y_D - y_B) \)

\( \overrightarrow{BD} = (5 - 1, 7 - 3) = (4, 4) \)

Étape 3 : Calcul du déterminant

\( \det(\overrightarrow{BC}, \overrightarrow{BD}) = x_{BC} \cdot y_{BD} - x_{BD} \cdot y_{BC} \)

\( = 2 \cdot 4 - 4 \cdot 2 = 8 - 8 = 0 \)

Étape 4 : Conclusion

Le déterminant est nul

Réponse finale :

Les points B(1, 3), C(3, 5) et D(5, 7) sont alignés.

Règles appliquées :

Critère d'alignement : \( \overrightarrow{BC} \) et \( \overrightarrow{BD} \) colinéaires

Formule du déterminant : \( x_u \cdot y_v - x_v \cdot y_u = 0 \)

• On peut aussi vérifier que \( \overrightarrow{BD} = 2 \cdot \overrightarrow{BC} \)

Applications à l'alignement Colinéarité de vecteurs