I. Notion de vecteur
Un vecteur est défini par :
- Une direction (la droite qui le supporte),
- Un sens (l'orientation sur cette droite),
- Une norme (longueur, notée ).
Le vecteur est le vecteur dont le point de départ est A et le point d'arrivée est B. Sa norme est (distance).
Le vecteur nul, noté , est le vecteur pour tout point A. Sa norme est 0.
II. Égalité de vecteurs — translation
Deux vecteurs et sont égaux () s'ils ont la même direction, le même sens et la même norme.
Géométriquement : ABDC est un parallélogramme (ou A = C et B = D).
Il y a une infinité de représentants d'un même vecteur (un par point de départ). Tous les vecteurs égaux forment un même vecteur « libre ».
La translation de vecteur est la transformation qui associe à tout point M le point M' tel que .
III. Addition de vecteurs
La somme de deux vecteurs et est le vecteur :
(règle de Chasles)
Règle de Chasles : pour tous points A, B, C :
Conséquences : ; .
Pour tout point O : .
Propriétés de l'addition :
- Commutativité : .
- Associativité : .
- Élément neutre : .
- Opposé : , avec .
IV. Multiplication par un scalaire
Soit un vecteur et k un réel. Le vecteur est défini par :
- (norme multipliée par |k|),
- Même direction que ,
- Même sens si k > 0, sens opposé si k < 0.
- Si k = 0 ou , alors .
Colinéarité : deux vecteurs et (non nuls) sont colinéaires ssi il existe un réel k tel que .
ils ont la même direction (ou directions opposées).
Application : A, B, C sont alignés et sont colinéaires.
V. Coordonnées d'un vecteur
Dans un repère (O ; , ), tout vecteur s'écrit de façon unique :
On note ou . Les réels x et y sont les coordonnées de .
Si et , alors :
Calculs avec les coordonnées : si et :
- et
- et colinéaires (déterminant nul)
VI. Milieu d'un segment
Le milieu I de [AB] vérifie . Ses coordonnées sont :