Question
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Sur la feuille annexe, \( A B C \) est un triangle tel que \( A B=6 \mathrm{~cm} \). \( E \) est le point du plan tel que \( \overrightarrow{A E}=\frac{4}{3} \overrightarrow{A C} \). 1 - Construis sur la feuille annexe le point \( F \) tel que \( \overrightarrow{B F}=\frac{1}{3} \vec{A} \) 2 - Justifie que \( \overrightarrow{A F}=\frac{4}{3} \overrightarrow{A B} \) 3 - Justifie que les vecteurs \( \overrightarrow{F E} \) et \( \overrightarrow{B C} \) sont colinéaires.

Ask by Gonzalez Long. in Côte d'Ivoire
Dec 18,2024

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Answer

1. **Construction du point \( F \):** - Tracer le triangle \( ABC \) avec \( AB = 6 \) cm. - À partir de \( B \), mesurer 2 cm le long de \( AB \) vers \( A \) et marquer ce point comme \( F \). 2. **Justification de \( \overrightarrow{AF} = \frac{4}{3} \overrightarrow{AB} \):** - \( \overrightarrow{AF} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BF} \). - \( \overrightarrow{BF} = \frac{1}{3} \overrightarrow{AB} \). - Donc, \( \overrightarrow{AF} = \overrightarrow{AB} + \frac{1}{3} \overrightarrow{AB} = \frac{4}{3} \overrightarrow{AB} \). 3. **Justification que \( \overrightarrow{FE} \) et \( \overrightarrow{BC} \) sont colinéaires:** - \( \overrightarrow{FE} = \frac{4}{3} \overrightarrow{BC} \). - Cela signifie que \( \overrightarrow{FE} \) est un multiple de \( \overrightarrow{BC} \), donc ils sont colinéaires.

Solution

Pour résoudre ce problème vectoriel dans le triangle \( ABC \) avec \( AB = 6 \) cm, nous allons aborder chaque question étape par étape. ### 1. Construction du point \( F \) tel que \( \overrightarrow{BF} = \frac{1}{3} \overrightarrow{AB} \) **Étapes de construction :** 1. **Tracer le triangle \( ABC \):** - Dessinez la base \( AB \) de 6 cm. - Placez le point \( C \) de manière quelconque pour former le triangle. 2. **Déterminer la longueur \( BF \):** - Puisque \( \overrightarrow{BF} = \frac{1}{3} \overrightarrow{AB} \), la longueur \( BF \) est \( \frac{1}{3} \times 6 \) cm = **2 cm**. 3. **Construire le point \( F \):** - À partir de \( B \), mesurez 2 cm le long de la droite \( AB \) en direction de \( A \). - Marquez ce point comme étant \( F \). ![Construction du point F](https://i.imgur.com/XYZ1234.png) *(Remplacer par un schéma approprié)* ### 2. Justification que \( \overrightarrow{AF} = \frac{4}{3} \overrightarrow{AB} \) **Justification vectorielle :** 1. **Exprimer \( \overrightarrow{AF} \) en termes de \( \overrightarrow{AB} \):** - On sait que \( \overrightarrow{AF} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BF} \). 2. **Remplacer \( \overrightarrow{BF} \) par sa valeur :** - \( \overrightarrow{BF} = \frac{1}{3} \overrightarrow{AB} \). 3. **Calculer \( \overrightarrow{AF} \) :** \[ \overrightarrow{AF} = \overrightarrow{AB} + \frac{1}{3} \overrightarrow{AB} = \left(1 + \frac{1}{3}\right) \overrightarrow{AB} = \frac{4}{3} \overrightarrow{AB} \] Ainsi, \( \overrightarrow{AF} = \frac{4}{3} \overrightarrow{AB} \). ### 3. Justification que les vecteurs \( \overrightarrow{FE} \) et \( \overrightarrow{BC} \) sont colinéaires **Justification :** 1. **Expression des vecteurs \( \overrightarrow{FE} \) et \( \overrightarrow{BC} \) :** - \( \overrightarrow{FE} = \overrightarrow{AE} - \overrightarrow{AF} \) - Or, \( \overrightarrow{AE} = \frac{4}{3} \overrightarrow{AC} \) et \( \overrightarrow{AF} = \frac{4}{3} \overrightarrow{AB} \). 2. **Substituer les expressions :** \[ \overrightarrow{FE} = \frac{4}{3} \overrightarrow{AC} - \frac{4}{3} \overrightarrow{AB} = \frac{4}{3} (\overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB}) = \frac{4}{3} \overrightarrow{BC} \] (puisque \( \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{C} - \overrightarrow{B} = \overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB} \)). 3. **Conclusion sur la colinéarité :** - \( \overrightarrow{FE} = \frac{4}{3} \overrightarrow{BC} \) montre que \( \overrightarrow{FE} \) est une multiple scalaire de \( \overrightarrow{BC} \). - Par définition, deux vecteurs multiples scalaires sont **colinéaires**. Ainsi, \( \overrightarrow{FE} \) et \( \overrightarrow{BC} \) sont colinéaires.

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Bonus Knowledge

Pour répondre à votre question, explorons les concepts en jeu. Pour la construction du point \( F \), sachant que \( \overrightarrow{B F} = \frac{1}{3} \vec{A} \), cela signifie que le vecteur qui part de \( B \) vers \( F \) est un tiers du vecteur qui va de \( O \) à \( A \) (où \( O \) est l'origine). Cela nous permet de placer \( F \) sur la droite reliant \( B \) à \( A \). Pour justifier que \( \overrightarrow{A F} = \frac{4}{3} \overrightarrow{A B} \), on doit montrer que le vecteur menant de \( A \) à \( F \) est proportionnel à celui de \( A \) vers \( B \). Puisque \( \overrightarrow{B A} \) est la direction inverse de \( \overrightarrow{A B} \), on a alors \( \overrightarrow{A F} = \overrightarrow{A B} - \frac{1}{3} \overrightarrow{A}\), ce qui revient à la relation souhaitée. Enfin, pour vérifier que \( \overrightarrow{F E} \) et \( \overrightarrow{B C} \) sont colinéaires, on doit établir qu’un vecteur est un multiple scalaire de l’autre. Étant donné les positions de \( F \) et \( E \) par rapport à \( B \) et \( C \), si on exprime les coordonnées en utilisant \( \overrightarrow{A B} \) et \( \overrightarrow{A C} \), on peut montrer que les deux vecteurs s'alignent sur une même direction, prouvant ainsi leur colinéarité.

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