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📚 Série 1 : Calcul vectoriel
Exercice 1 ⭐ ⭐ avec solution
Simplifier les écritures vectorielles suivantes : \[ \vec{u}=\overrightarrow{AC}+\overrightarrow{CD} \] \[ \vec{v}=\overrightarrow{EG}+\overrightarrow{FE}-\overrightarrow{GF} \] \[ \vec{w}=\overrightarrow{MN}-\overrightarrow{MP} +\overrightarrow{NP}-\overrightarrow{NM} \] \[ \vec{t}=2\overrightarrow{UW}+\overrightarrow{WX} +\overrightarrow{WU}-\overrightarrow{VX} \] \[ \vec{a}=\overrightarrow{HG}+\overrightarrow{FH} -\overrightarrow{GF} \] \[ \vec{w}=\overrightarrow{MN}-\overrightarrow{MO} +\overrightarrow{NO}-\overrightarrow{NM} \]
Exercice 2 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(ABC\) un triangle.

1) Construire le point \(I\) tel que :

\[ \overrightarrow{AI}=2\overrightarrow{AB} \]

2) Construire le point \(J\) tel que :

\[ \overrightarrow{AJ}=-2\overrightarrow{AC} \]

3) Construire le point \(K\) tel que :

\[ \overrightarrow{BK} = \overrightarrow{BA}+\overrightarrow{BC} \]

4) Construire le point \(L\) tel que :

\[ \overrightarrow{AL} = \overrightarrow{AI}+\overrightarrow{AJ} \]

5) Construire le point \(M\) tel que :

\[ \overrightarrow{AM} = \frac{3}{2}\overrightarrow{AB} -\frac{2}{3}\overrightarrow{AC} \]
Exercice 3 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(EFG\) un triangle.

On considère les points \(A\), \(B\) et \(C\) du plan tels que :

\[ \overrightarrow{FC} = \frac{3}{5}\overrightarrow{FB} \] \[ \overrightarrow{EB} = -2\overrightarrow{EA} \] \[ \overrightarrow{FB} = \frac{2}{3}\overrightarrow{FC} \]

1) Construire une figure.

2) Montrer que :

\[ \overrightarrow{BE} = 2\overrightarrow{EF} +\frac{4}{3}\overrightarrow{FG} \] \[ \overrightarrow{CF} = \frac{9}{5}\overrightarrow{EF} +\frac{4}{5}\overrightarrow{FG} \]

3) Montrer que les points \(E\), \(C\) et \(G\) sont alignés.

4) En déduire que les droites \((EG)\) et \((FB)\) sont sécantes au point \(C\).

Exercice 4 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(MNPQ\) un parallélogramme et \(I\) et \(J\) deux points du plan tels que : \[ \overrightarrow{MI} = \frac{3}{2}\overrightarrow{MN} \] \[ \overrightarrow{QJ} = 2\overrightarrow{MQ} \]

1) Construire une figure.

2) Montrer que :

\[ \overrightarrow{PJ} = -\overrightarrow{MN} +2\overrightarrow{MQ} \] \[ \overrightarrow{PI} = \frac{1}{2}\overrightarrow{MN} -\overrightarrow{MQ} \]

3) Déduire que les points \(P\), \(I\) et \(J\) sont alignés.

4) Soit \(E\) le milieu du segment \([OQ]\) et \(F\) un point tel que :

\[ \overrightarrow{NF} = \overrightarrow{MN} \]

a) Montrer que \(P\) est le milieu de \([EF]\).

b) Montrer que :

\[ (EF)//(NQ) \]
Exercice 5 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(MAT\) un triangle et \(I\) et \(J\) deux points du plan tels que : \[ \overrightarrow{AJ} + \overrightarrow{AT} = \vec{0} \] \[ \overrightarrow{MI} = \frac{1}{3}\overrightarrow{MT} \]

1) Construire une figure.

2)

a) Montrer que :

\[ \overrightarrow{MJ} = 2\overrightarrow{MA} -\overrightarrow{MT} \]

b) Déduire que :

\[ \overrightarrow{IJ} = 2\overrightarrow{MA} -\frac{4}{3}\overrightarrow{MT} \]

3) Soit \(K\) un point tel que :

\[ \overrightarrow{MK} = -\overrightarrow{MA} +\overrightarrow{MT} \]

a) Montrer que :

\[ \overrightarrow{IK} = -\overrightarrow{MA} +\frac{2}{3}\overrightarrow{MT} \]

b) Déduire que les points \(I\), \(J\) et \(K\) sont alignés.

Exercice 6 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(ABC\) un triangle et \(I\), \(J\) et \(K\) sont les milieux respectifs des segments \([BC]\), \([AC]\) et \([AB]\).

1) Montrer que :

\[ \overrightarrow{BJ} = -\overrightarrow{AB} +\frac{1}{2}\overrightarrow{AC} \] \[ \overrightarrow{CK} = -\overrightarrow{AC} +\frac{1}{2}\overrightarrow{AB} \]

2) Soit \(E\) et \(F\) deux points du plan tels que :

\[ \overrightarrow{BE} = 2\overrightarrow{BJ} \] \[ \overrightarrow{CF} = 2\overrightarrow{CK} \]

a) Construire une figure.

b) Quelle est la nature des quadrilatères \(ACBF\) et \(ACBE\) ?

c) Montrer que les points \(A\), \(E\) et \(F\) sont alignés.

📚 Série 2 : Calcul vectoriel
Exercice 1 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(ABCD\) un parallélogramme et \(E\) et \(F\) deux points du plan tels que : \[ \overrightarrow{DE} = \frac{5}{2}\overrightarrow{DA} \] \[ \overrightarrow{CF} = \frac{2}{3}\overrightarrow{DC} \]

1) Construire les points \(E\) et \(F\).

2) Montrer que :

\[ \overrightarrow{BE} = \frac{3}{2}\overrightarrow{DA} - \overrightarrow{AB} \] \[ \overrightarrow{BF} = \frac{2}{3}\overrightarrow{DC} + \overrightarrow{BC} \]

3) Exprimer les vecteurs \(\overrightarrow{BE}\) et \(\overrightarrow{BF}\) en fonction des vecteurs \(\overrightarrow{AB}\) et \(\overrightarrow{BC}\).

4)

a) Établir que :

\[ 2\overrightarrow{BE} + 3\overrightarrow{BF} = \vec{0} \]

b) En déduire que les points \(B\), \(E\) et \(F\) sont alignés.

Exercice 2 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(EFG\) un triangle et \(A\) et \(B\) deux points tels que : \[ \overrightarrow{FB} + \overrightarrow{FG} = \vec{0} \] \[ \overrightarrow{EA} = \frac{1}{3}\overrightarrow{EG} \]

1) Faire une figure.

2)

a) Montrer que :

\[ \overrightarrow{EB} = 2\overrightarrow{EF} - \overrightarrow{EG} \]

b) Déduire que :

\[ \overrightarrow{AB} = 2\overrightarrow{EF} - \frac{4}{3}\overrightarrow{EG} \]

3) Soit \(C\) un point du plan tel que :

\[ \overrightarrow{EC} = -\overrightarrow{EF} + \overrightarrow{EG} \]

a) Montrer que :

\[ \overrightarrow{AC} = -\overrightarrow{EF} + \frac{2}{3}\overrightarrow{EG} \]

b) Déduire que les points \(A\), \(B\) et \(C\) sont alignés.

Exercice 3 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(ABCD\) un parallélogramme, on considère les deux points \(I\) et \(J\) tels que : \[ \overrightarrow{AF} = \frac{3}{2}\overrightarrow{AD} \] \[ \overrightarrow{CE} = -\frac{2}{3}\overrightarrow{CD} \]

1) Construire une figure.

2) Montrer que :

\[ \overrightarrow{BI} = \frac{2}{3}\overrightarrow{DC} + \overrightarrow{BC} \] \[ \overrightarrow{BJ} = \frac{3}{2}\overrightarrow{DA} - \overrightarrow{AB} \]

3) Calculer le vecteur \(\overrightarrow{BI}\) en fonction de \(\overrightarrow{BC}\) et \(\overrightarrow{AB}\).

4) Calculer le vecteur \(\overrightarrow{BJ}\) en fonction de \(\overrightarrow{AB}\) et \(\overrightarrow{BC}\).

5) Déduire que les points \(B\), \(I\) et \(J\) sont alignés.

Exercice 4 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(ABCD\) un parallélogramme. On considère les points \(M\) et \(N\) tels que : \[ \overrightarrow{AM} = \frac{3}{2}\overrightarrow{AB} \] \[ \overrightarrow{DN} = 2\overrightarrow{AD} \]

1) Faire une figure.

2) Montrer que :

\[ \overrightarrow{MC} = \frac{1}{2}\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{BC} \] \[ \overrightarrow{CN} = 2\overrightarrow{AD} - \overrightarrow{DC} \]

3) Déduire que les points \(C\), \(M\) et \(N\) sont alignés.

4) Soit \(I\) le milieu du segment \([DN]\) et \(J\) le point tel que :

\[ \overrightarrow{AB} = \overrightarrow{BJ} \]

a) Montrer que \(C\) est le milieu du segment \([IJ]\).

b) Montrer que :

\[ (IJ)//(BD) \]
Exercice 5 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(ABC\) un triangle tel que \(AB=5\), \(AC=4\) et \(BC=3\) ; et soient \(E\), \(F\), \(G\) et \(K\) les points tels que : \[ 3\overrightarrow{AE} + 2\overrightarrow{BE} = \vec{0} \] \[ 3\overrightarrow{AF} - \overrightarrow{CF} = \vec{0} \] \[ 2\overrightarrow{BK} - \overrightarrow{CK} = \vec{0} \] \[ 3\overrightarrow{AG} + 2\overrightarrow{KG} = \vec{0} \]

1) Montrer que :

\[ \overrightarrow{AE} = \frac{2}{5}\overrightarrow{AB} \]

et que :

\[ \overrightarrow{AF} = -\frac{1}{2}\overrightarrow{AC} \]

2) Montrer que :

\[ \overrightarrow{BK} = -\overrightarrow{BC} \]

et en déduire que :

\[ \overrightarrow{AK} = 2\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AC} \]

3)

a) Montrer que :

\[ 5\overrightarrow{EG} - \overrightarrow{CG} = \vec{0} \]

b) Montrer que :

\[ 3\overrightarrow{AG} + \overrightarrow{KG} = \vec{0} \]

c) En déduire que les droites \((CE)\) et \((AK)\) sont sécantes et se coupent au point \(G\).

4) Montrer que le point \(G\) est le milieu du segment \([BF]\).

5)

a) Écrire \(\overrightarrow{AG}\) en fonction de \(\overrightarrow{AB}\) et \(\overrightarrow{AC}\).

b) Construire le triangle \(ABC\) et les points \(E\), \(F\), \(G\) et \(K\).

Exercice 6 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(ABC\) un triangle et \(E\) et \(F\) deux points du plan et \(k\in\mathbb{R}\) tels que : \[ \overrightarrow{AE} = 3\overrightarrow{AB} + (1+k)\overrightarrow{AC} \] \[ \overrightarrow{AF} = (1+k)\overrightarrow{AB} + 3\overrightarrow{AC} \]

1) Montrer que les vecteurs \(\overrightarrow{EF}\) et \(\overrightarrow{CB}\) sont colinéaires pour tout \(k\in\mathbb{R}\).

2) Pour quelles valeurs de \(k\) les points \(E\) et \(F\) sont confondus ?

3) Calculer la valeur de \(k\) pour laquelle le quadrilatère \(BCEF\) soit un parallélogramme.

Exercice 7 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(ABCD\) un parallélogramme. Soient \(M\), \(N\) et \(P\) trois points du plan tels que : \[ \overrightarrow{AM} = \frac{3}{4}\overrightarrow{AB} \] \[ \overrightarrow{AN} = \frac{3}{4}\overrightarrow{AC} \] \[ \overrightarrow{AP} = \frac{3}{4}\overrightarrow{AD} \]

1) Faire une figure convenable.

2) Montrer que :

\[ \overrightarrow{MN} = \frac{3}{4}\overrightarrow{BC} \]

3) Montrer que :

\[ \overrightarrow{MN} = \overrightarrow{AP} \]

4)

a) Montrer que :

\[ \overrightarrow{AM} + \overrightarrow{AP} = \overrightarrow{AN} \]

b) En déduire la nature du quadrilatère \(AMNP\).

Exercice 8 ⭐ ⭐ avec solution
Soit \(ABC\) un triangle. Soient \(E\), \(F\) et \(G\) trois points du plan donnés dans la figure ci-dessous.

1) Déterminer les valeurs des réels \(\alpha\), \(\beta\) et \(\gamma\) tels que :

\[ \overrightarrow{AE} = \alpha\overrightarrow{AB} \] \[ \overrightarrow{AG} = \beta\overrightarrow{AC} \] \[ \overrightarrow{BF} = \gamma\overrightarrow{BC} \]

2) Exprimer \(\overrightarrow{EG}\) en fonction des vecteurs \(\overrightarrow{AB}\) et \(\overrightarrow{AC}\).

3) Démontrer que :

\[ \overrightarrow{EF} = \frac{9}{28}\overrightarrow{AB} + \frac{3}{7}\overrightarrow{AC} \]

4) Justifier que :

\[ \overrightarrow{EF} = \frac{9}{7}\overrightarrow{EG} \]

Que peut-on conclure ?