1. Notion de vecteur
Un vecteur est un objet mathématique qui possède trois caractéristiques :
- Une direction : la droite sur laquelle il est porté.
- Un sens : l'orientation sur cette droite (de A vers B).
- Une norme (longueur) : la mesure de sa longueur, notée .
Le vecteur a pour origine A et pour extrémité B. On dit que A et B sont deux points du plan.
2. Vecteurs égaux et vecteur nul
Deux vecteurs sont égaux s'ils ont la même direction, le même sens et la même norme. On note si et seulement si ABDC est un parallélogramme (ou si les points sont alignés de manière adéquate).
Le vecteur nul, noté , est le vecteur dont l'origine et l'extrémité sont confondues : . Il n'a pas de direction ni de sens définis, et sa norme est nulle.
3. Translation et vecteur de translation
La translation de vecteur est la transformation qui associe à tout point M le point M' tel que .
Si , alors le quadrilatère ABDC est un parallélogramme. Réciproquement, si ABDC est un parallélogramme, alors .
4. Coordonnées d'un vecteur dans un repère
Dans un repère du plan, tout point A de coordonnées et tout point B de coordonnées définissent le vecteur de coordonnées :
On note les coordonnées d'un vecteur sous la forme ou .
5. Repère du plan et coordonnées d'un point
Un repère orthogonal est formé d'un point O appelé origine et de deux vecteurs et perpendiculaires. Si de plus , le repère est dit orthonormé.
Dans ce repère, chaque point M est repéré par ses coordonnées appelées abscisse et ordonnée de M.
Le milieu I du segment [AB] a pour coordonnées :
6. Norme d'un vecteur et distance entre deux points
Dans un repère orthonormé, la norme du vecteur est donnée par la formule :
Cette formule donne également la distance entre les points A et B : .
7. Addition de vecteurs et multiplication par un scalaire
Addition : Soient et , alors :
La relation de Chasles permet de décomposer des vecteurs : .
Multiplication par un réel : Pour tout réel et tout vecteur :
Si , le vecteur a le même sens que ; si , il a le sens opposé.
8. Colinéarité de vecteurs
Deux vecteurs et sont colinéaires si et seulement si :
Des vecteurs colinéaires ont la même direction. Cela permet de prouver que des droites sont parallèles ou que des points sont alignés (si les vecteurs et sont colinéaires, alors A, B, C sont alignés).