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\[ \vec{u}\left(\begin{array}{c}1 \\ 2 \\ -1\end{array}\right), \vec{v}\left(\begin{array}{c}1 \\ -2 \\ 1\end{array}\right) \text { et } \vec{w}\left(\begin{array}{c}0 \\ -6 \\ 3\end{array}\right) \text {. } \] 1. Justifier que le vecteur \( \vec{w} \) n'est pas colinéaire au vecteur \( \vec{v}+\vec{u} \).

Ask by Hanson Gordon. in France
Jan 23,2025

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Answer

Le vecteur \( \vec{w} \) n'est pas colinéaire au vecteur \( \vec{v} + \vec{u} \) car il n'existe aucun scalaire \( \lambda \) qui permette \( \vec{w} = \lambda (\vec{v} + \vec{u}) \).

Solution

Pour montrer que le vecteur \( \vec{w} \) n'est pas colinéaire au vecteur \( \vec{v} + \vec{u} \), procédons étape par étape. 1. **Calcul de \( \vec{v} + \vec{u} \) :** \[ \vec{v} + \vec{u} = \begin{pmatrix} 1 \\ -2 \\ 1 \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ -1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 1+1 \\ -2+2 \\ 1-1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix} \] 2. **Définition de la colinéarité :** Deux vecteurs sont colinéaires s'il existe un scalaire \( \lambda \) tel que : \[ \vec{w} = \lambda (\vec{v} + \vec{u}) \] 3. **Recherche du scalaire \( \lambda \) :** \[ \vec{w} = \begin{pmatrix} 0 \\ -6 \\ 3 \end{pmatrix} \quad \text{et} \quad \vec{v} + \vec{u} = \begin{pmatrix} 2 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix} \] Donc, nous avons les équations suivantes pour chaque composante : \[ 0 = 2\lambda \quad (1) \] \[ -6 = 0\lambda \quad (2) \] \[ 3 = 0\lambda \quad (3) \] 4. **Résolution des équations :** - De l'équation (1) : \( \lambda = 0 \) - De l'équation (2) : \( -6 = 0 \times 0 = 0 \), ce qui est impossible. - De l'équation (3) : \( 3 = 0 \times 0 = 0 \), ce qui est également impossible. 5. **Conclusion :** Comme il n'existe aucun scalaire \( \lambda \) qui satisfait toutes les équations simultanément, les vecteurs \( \vec{w} \) et \( \vec{v} + \vec{u} \) ne sont pas colinéaires. Ainsi, **le vecteur \( \vec{w} \) n'est pas colinéaire au vecteur \( \vec{v} + \vec{u} \)**.

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Beyond the Answer

Pour démontrer que le vecteur \( \vec{w} \) n'est pas colinéaire au vecteur \( \vec{v} + \vec{u} \), on commence par calculer le vecteur \( \vec{v} + \vec{u} \). En additionnant les composants de \( \vec{u} = \left( \begin{array}{c} 1 \\ 2 \\ -1 \end{array} \right) \) et \( \vec{v} = \left( \begin{array}{c} 1 \\ -2 \\ 1 \end{array} \right) \), nous obtenons : \[ \vec{v} + \vec{u} = \left( \begin{array}{c} 1 + 1 \\ 2 - 2 \\ -1 + 1 \end{array} \right) = \left( \begin{array}{c} 2 \\ 0 \\ 0 \end{array} \right). \] Ensuite, vérifions la colinéarité. Deux vecteurs \( \vec{a} \) et \( \vec{b} \) sont colinéaires s'il existe un scalaire \( k \) tel que \( \vec{a} = k \vec{b} \). Prenons \( \vec{w} = \left( \begin{array}{c} 0 \\ -6 \\ 3 \end{array} \right) \). Pour voir si \( \vec{w} \) peut être écrit comme un multiple de \( \vec{v} + \vec{u} = \left( \begin{array}{c} 2 \\ 0 \\ 0 \end{array} \right) \), observons les ratios des composants. Le premier composant de \( \vec{w} \) est 0, ce qui signifie que nous ne pouvons pas trouver un scalaire \( k \) pour égaliser le premier composant de \( \vec{w} \) à 2 du vecteur \( \vec{v} + \vec{u} \) (car cela donnerait \( 0 = 2k \) et \( k \) ne pourrait pas être défini). Par conséquent, \( \vec{w} \) n'est pas colinéaire à \( \vec{v} + \vec{u} \), car leurs directions diffèrent fondamentalement.

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