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Vecteurs

Égalité de vecteurs et représentants, translation, somme et relation de Chasles, produit par un réel, coordonnées dans une base orthonormée, norme et caractérisation vectorielle du milieu.

À propos de cette page
Un QCM sur les vecteurs en trois niveaux de douze questions : coordonnées de AB⃗, relation de Chasles, norme, produit par un réel, parallélogramme et milieu, puis contre-exemples et inégalité triangulaire. Chaque réponse est expliquée.

Les 36 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile ★ — 12 questions
  1. Un vecteur non nul est caractérisé par :

    • A. une origine seulement
    • B. une direction, un sens et une norme
    • C. sa longueur, et rien d’autre
    • D. une droite et un point de cette droite
    Réponse

    B. une direction, un sens et une norme — Direction, sens et norme suffisent : un vecteur a une infinité de représentants, il n’est pas attaché à une origine.

  2. A(4 ; −1) et B(1 ; 3). Le vecteur AB⃗ a pour coordonnées :

    • A. (3 ; −4)
    • B. (5 ; 2)
    • C. (−3 ; 2)
    • D. (−3 ; 4)
    Réponse

    D. (−3 ; 4) — Extrémité moins origine : 1 − 4 = −3 et 3 − (−1) = 4.

  3. D’après la relation de Chasles, KL⃗ + LM⃗ est égal à :

    • A. KM⃗
    • B. MK⃗
    • C. LK⃗
    • D. 0⃗
    Réponse

    A. KM⃗ — La lettre L, extrémité du premier vecteur et origine du second, s’enchaîne : KL⃗ + LM⃗ = KM⃗.

  4. Dans un repère orthonormé, la norme de u⃗(10 ; −24) vaut :

    • A. 34
    • B. 14
    • C. 26
    • D. 676
    Réponse

    C. 26 — √(100 + 576) = √676 = 26. Le nombre 676 est le carré de la norme, pas la norme.

  5. L’opposé du vecteur RS⃗ est :

    • A. RS⃗
    • B. −SR⃗
    • C. SR⃗
    • D. 0⃗
    Réponse

    C. SR⃗ — Même direction, même norme, sens contraire : −RS⃗ = SR⃗. Attention, −SR⃗ est égal à RS⃗ lui-même.

  6. Si u⃗(−2 ; 5), alors 3u⃗ a pour coordonnées :

    • A. (−6 ; 15)
    • B. (1 ; 8)
    • C. (−6 ; 5)
    • D. (−2 ; 15)
    Réponse

    A. (−6 ; 15) — On multiplie chaque coordonnée par 3 : 3 × (−2) = −6 et 3 × 5 = 15.

  7. ABCD est un parallélogramme (sommets dans cet ordre). Alors :

    • A. AB⃗ = CD⃗
    • B. AC⃗ = BD⃗
    • C. AD⃗ = CB⃗
    • D. AB⃗ = DC⃗
    Réponse

    D. AB⃗ = DC⃗ — Deux côtés opposés se parcourent dans le même sens : de A vers B comme de D vers C.

  8. Pour tout point P, le vecteur PP⃗ est :

    • A. un vecteur de norme 1
    • B. le vecteur nul
    • C. un vecteur non défini
    • D. l’opposé de OP⃗
    Réponse

    B. le vecteur nul — Origine et extrémité confondues : PP⃗ = 0⃗, de norme 0.

  9. u⃗(3 ; −4) et v⃗(−1 ; 6). Le vecteur u⃗ + v⃗ a pour coordonnées :

    • A. (2 ; 2)
    • B. (4 ; −10)
    • C. (−3 ; −24)
    • D. (2 ; −10)
    Réponse

    A. (2 ; 2) — Coordonnée par coordonnée : 3 + (−1) = 2 et −4 + 6 = 2.

  10. I est le milieu de [AB]. Quelle égalité est vraie ?

    • A. AI⃗ = BI⃗
    • B. IA⃗ = IB⃗
    • C. AI⃗ = IB⃗
    • D. AB⃗ = 2BI⃗
    Réponse

    C. AI⃗ = IB⃗ — De A à I puis de I à B : même direction, même sens, même longueur, donc AI⃗ = IB⃗. IA⃗ et IB⃗ sont opposés, et AB⃗ = 2IB⃗.

  11. Si ‖u⃗‖ = 5, alors ‖−3u⃗‖ vaut :

    • A. −15
    • B. 15
    • C. 2
    • D. 8
    Réponse

    B. 15 — ‖k u⃗‖ = |k| × ‖u⃗‖ = 3 × 5 = 15 : une norme n’est jamais négative.

  12. La translation qui transforme A en B transforme C en D. Alors :

    • A. AB⃗ = DC⃗
    • B. AC⃗ = DB⃗
    • C. AD⃗ = BC⃗
    • D. AB⃗ = CD⃗
    Réponse

    D. AB⃗ = CD⃗ — C est déplacé comme A : CD⃗ = AB⃗, et ABDC est un parallélogramme (éventuellement aplati).

Niveau moyen ★★ — 12 questions
  1. EF⃗ − GF⃗ se simplifie en :

    • A. GE⃗
    • B. FG⃗
    • C. EG⃗
    • D. 0⃗
    Réponse

    C. EG⃗ — −GF⃗ = FG⃗, donc EF⃗ + FG⃗ = EG⃗.

  2. u⃗(1 ; −3) et v⃗(4 ; 2). Le vecteur 2u⃗ − v⃗ a pour coordonnées :

    • A. (−2 ; −8)
    • B. (6 ; −4)
    • C. (−2 ; −4)
    • D. (2 ; −8)
    Réponse

    A. (−2 ; −8) — 2u⃗(2 ; −6), puis 2 − 4 = −2 et −6 − 2 = −8.

  3. A(2 ; 1), B(5 ; 3) et C(0 ; 4). Le point D tel que ABCD est un parallélogramme est :

    • A. D(3 ; 6)
    • B. D(7 ; 0)
    • C. D(−3 ; −2)
    • D. D(−3 ; 2)
    Réponse

    D. D(−3 ; 2) — AD⃗ = BC⃗(−5 ; 1), donc D(2 − 5 ; 1 + 1), soit : égalité de deux vecteurs, notation u⃗, vecteur nul, représentants d’un vecteur ; somme de deux vecteurs à partir de représentants de même origine, relation de Chasles et translation (rappels de 3e) ; produit d’un vecteur par un nombre réel ; base orthonormée, coordonnées d’un vecteur, coordonnées de AB⃗, d’une somme et d’un produit par un réel ; expression de la norme d’un vecteur ; caractérisation vectorielle du milieu d’un segment. Le point (3 ; 6) correspond au parallélogramme ABDC.

  4. Dans un repère orthonormé, E(−1 ; 4) et F(8 ; −8). La distance EF vaut :

    • A. 21
    • B. 15
    • C. √63
    • D. 225
    Réponse

    B. 15 — EF⃗(9 ; −12), donc EF = √(81 + 144) = √225 = 15.

  5. Si ‖u⃗‖ = 6, alors ‖−0,5u⃗‖ vaut :

    • A. 3
    • B. −3
    • C. 12
    • D. 5,5
    Réponse

    A. 3 — La valeur absolue de −0,5 est 0,5, et 0,5 × 6 = 3.

  6. I est le milieu de [AB]. Pour tout point M, MA⃗ + MB⃗ est égal à :

    • A. (1/2)MI⃗
    • B. AB⃗
    • C. 0⃗
    • D. 2MI⃗
    Réponse

    D. 2MI⃗ — Avec Chasles, MA⃗ + MB⃗ = 2MI⃗ + (IA⃗ + IB⃗), et IA⃗ + IB⃗ = 0⃗.

  7. A(3 ; −2) et u⃗(−1 ; 5). Le point M tel que AM⃗ = 2u⃗ est :

    • A. M(5 ; −12)
    • B. M(1 ; 8)
    • C. M(−2 ; 10)
    • D. M(1 ; 3)
    Réponse

    B. M(1 ; 8) — 2u⃗(−2 ; 10), donc M(3 − 2 ; −2 + 10), soit : égalité de deux vecteurs, notation u⃗, vecteur nul, représentants d’un vecteur ; somme de deux vecteurs à partir de représentants de même origine, relation de Chasles et translation (rappels de 3e) ; produit d’un vecteur par un nombre réel ; base orthonormée, coordonnées d’un vecteur, coordonnées de AB⃗, d’une somme et d’un produit par un réel ; expression de la norme d’un vecteur ; caractérisation vectorielle du milieu d’un segment. (−2 ; 10) sont les coordonnées du vecteur, pas du point.

  8. ABCD est un parallélogramme. BA⃗ + BC⃗ est égal à :

    • A. DB⃗
    • B. AC⃗
    • C. BD⃗
    • D. CA⃗
    Réponse

    C. BD⃗ — Règle du parallélogramme depuis B : BC⃗ = AD⃗, donc BA⃗ + AD⃗ = BD⃗.

  9. 3(u⃗ − v⃗) − (u⃗ − 3v⃗) est égal à :

    • A. 2u⃗ − 6v⃗
    • B. 4u⃗ − 6v⃗
    • C. 2u⃗ + 6v⃗
    • D. 2u⃗
    Réponse

    D. 2u⃗ — 3u⃗ − 3v⃗ − u⃗ + 3v⃗ = 2u⃗ : les v⃗ s’annulent (attention au signe devant la parenthèse).

  10. Dans un repère orthonormé, u⃗(x ; 2) a pour norme √13 et x > 0. Alors x vaut :

    • A. 11
    • B. 3
    • C. √11
    • D. 9
    Réponse

    B. 3 — x² + 4 = 13, donc x² = 9 et, comme x > 0, x = 3.

  11. AB = 2 cm et AM⃗ = −3AB⃗. Le point M est :

    • A. sur [AB), au-delà de B, à 6 cm de A
    • B. sur le segment [AB], à 1,5 cm de A
    • C. sur (AB), de l’autre côté de A, à 6 cm de A
    • D. impossible à placer, car le réel −3 est négatif
    Réponse

    C. sur (AB), de l’autre côté de A, à 6 cm de A — k = −3 < 0 : sens contraire de AB⃗, donc de l’autre côté de A ; AM = |−3| × 2 = 6 cm.

  12. K est le milieu de [EF] et EF = 10. La norme de EK⃗ − FK⃗ vaut :

    • A. 10
    • B. 0
    • C. 5
    • D. 20
    Réponse

    A. 10 — −FK⃗ = KF⃗, donc EK⃗ − FK⃗ = EK⃗ + KF⃗ = EF⃗, de norme 10. C’est EK⃗ + FK⃗ qui est nul.

Niveau difficile ★★★ — 12 questions
  1. Si ‖u⃗‖ = ‖v⃗‖, alors :

    • A. u⃗ = v⃗
    • B. u⃗ = v⃗ ou u⃗ = −v⃗
    • C. u⃗ et v⃗ ont forcément la même direction et le même sens
    • D. on ne peut rien dire de leurs directions
    Réponse

    D. on ne peut rien dire de leurs directions — Contre-exemple : (0 ; 5) et (3 ; 4) ont tous deux pour norme 5, avec des directions différentes.

  2. A, B, C, D sont quatre points non alignés et AB⃗ = CD⃗. Alors :

    • A. ABCD est un parallélogramme
    • B. ABDC est un parallélogramme
    • C. A = C et B = D
    • D. (AB) et (CD) sont sécantes
    Réponse

    B. ABDC est un parallélogramme — AB⃗ = CD⃗ équivaut à « ABDC est un parallélogramme » : attention à l’ordre des sommets.

  3. L’égalité ‖u⃗ + v⃗‖ = ‖u⃗‖ + ‖v⃗‖ est vraie :

    • A. pour tous vecteurs u⃗ et v⃗, comme pour des nombres positifs
    • B. seulement dans le cas particulier où u⃗ = v⃗
    • C. si u⃗ et v⃗ ont même direction et même sens (ou l’un nul)
    • D. dès que u⃗ et v⃗ ont la même norme, quelle que soit leur direction
    Réponse

    C. si u⃗ et v⃗ ont même direction et même sens (ou l’un nul) — C’est le cas d’égalité de l’inégalité triangulaire : les flèches mises bout à bout doivent rester sur une même droite, dans le même sens.

  4. AB⃗ + CD⃗ = CB⃗ si et seulement si :

    • A. A = D
    • B. B = C
    • C. AB⃗ = DC⃗
    • D. c’est toujours vrai
    Réponse

    A. A = D — AB⃗ + CD⃗ = CB⃗ équivaut à AB⃗ = CB⃗ − CD⃗ = CB⃗ + DC⃗ = DB⃗, c’est-à-dire A = D.

  5. Dans une base qui n’est pas orthonormée, u⃗ a pour coordonnées (3 ; 4). Sa norme :

    • A. vaut 5, par le théorème de Pythagore
    • B. ne se calcule pas par √(x² + y²)
    • C. vaut 7, somme des deux coordonnées
    • D. vaut 25, somme de leurs carrés
    Réponse

    B. ne se calcule pas par √(x² + y²) — La formule vient du théorème de Pythagore : elle exige des axes perpendiculaires et la même unité sur les deux axes.

  6. Si 2AM⃗ = AB⃗ + AC⃗, alors M est :

    • A. le milieu de [AB]
    • B. le point tel que ABMC est un parallélogramme
    • C. le milieu de [BC]
    • D. le point A lui-même
    Réponse

    C. le milieu de [BC] — Avec I milieu de [BC], AB⃗ + AC⃗ = 2AI⃗ ; donc AM⃗ = AI⃗ et M = I.

  7. u⃗(2 ; −3) et v⃗(−4 ; 6). Alors :

    • A. v⃗ = −2u⃗
    • B. v⃗ = 2u⃗
    • C. v⃗ = −u⃗
    • D. v⃗ = −0,5u⃗
    Réponse

    A. v⃗ = −2u⃗ — −2 × 2 = −4 et −2 × (−3) = 6.

  8. Le vecteur u⃗ vérifie 2u⃗ + v⃗ = 3v⃗ − 4u⃗. Alors :

    • A. u⃗ = 3v⃗
    • B. u⃗ = −(1/3)v⃗
    • C. u⃗ = 0,5v⃗
    • D. u⃗ = (1/3)v⃗
    Réponse

    D. u⃗ = (1/3)v⃗ — On regroupe : 2u⃗ + 4u⃗ = 3v⃗ − v⃗, soit 6u⃗ = 2v⃗, donc u⃗ = (1/3)v⃗.

  9. A(1 ; 2) et B(7 ; −1). Le point M tel que AM⃗ = (1/3)AB⃗ est :

    • A. M(2 ; 1)
    • B. M(3 ; −1)
    • C. M(3 ; 1)
    • D. M(5 ; 0)
    Réponse

    C. M(3 ; 1) — AB⃗(6 ; −3), donc (1/3)AB⃗(2 ; −1) et M(1 + 2 ; 2 − 1), soit : égalité de deux vecteurs, notation u⃗, vecteur nul, représentants d’un vecteur ; somme de deux vecteurs à partir de représentants de même origine, relation de Chasles et translation (rappels de 3e) ; produit d’un vecteur par un nombre réel ; base orthonormée, coordonnées d’un vecteur, coordonnées de AB⃗, d’une somme et d’un produit par un réel ; expression de la norme d’un vecteur ; caractérisation vectorielle du milieu d’un segment. Le point (5 ; 0) correspond à (2/3)AB⃗.

  10. ‖AB⃗‖ = 0 signifie que :

    • A. les points A et B sont confondus
    • B. AB⃗ a pour norme 1
    • C. A est l’origine du repère
    • D. la droite (AB) passe par l’origine
    Réponse

    A. les points A et B sont confondus — La norme de AB⃗ est la longueur AB : elle est nulle seulement si A et B sont confondus.

  11. I est le milieu de [AB] et J celui de [AC]. Le vecteur IJ⃗ est égal à :

    • A. (1/2)CB⃗
    • B. 2BC⃗
    • C. BC⃗
    • D. (1/2)BC⃗
    Réponse

    D. (1/2)BC⃗ — IJ⃗ = IA⃗ + AJ⃗ = (1/2)BA⃗ + (1/2)AC⃗ = (1/2)BC⃗, par la relation de Chasles.

  12. ‖u⃗‖ = 5 et ‖v⃗‖ = 2. La plus grande valeur possible de ‖u⃗ + v⃗‖ est :

    • A. 3
    • B. 7
    • C. 10
    • D. √29
    Réponse

    B. 7 — Inégalité triangulaire : ‖u⃗ + v⃗‖ ≤ 5 + 2 = 7, valeur atteinte quand u⃗ et v⃗ ont même direction et même sens. √29 correspond à deux directions perpendiculaires.

Bloqué sur ce chapitre ?

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