Vecteur Fixe 0237F9
1. **Énoncé du problème :**
Nous avons un carré $ABCD$ de centre $O$ et de côté 1.
Le point $M$ est quelconque.
On considère le vecteur
$\overrightarrow{V} = 2\overrightarrow{MA} - 4\overrightarrow{MC} + \overrightarrow{MB} + \overrightarrow{MD}.$
2. **Question 2° : Montrer que $\overrightarrow{V}$ est orthogonal à $\overrightarrow{AB}$ et $\overrightarrow{AD}$.**
3. **Rappel des vecteurs :**
$\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA} = \left(\frac{1}{2} + \frac{1}{2}, \frac{1}{2} - \frac{1}{2}\right) = (1,0)$
$\overrightarrow{AD} = \overrightarrow{OD} - \overrightarrow{OA} = \left(-\frac{1}{2} + \frac{1}{2}, -\frac{1}{2} - \frac{1}{2}\right) = (0,-1)$
4. **Vecteur $\overrightarrow{V}$ calculé précédemment :**
$\overrightarrow{V} = (-3,3)$
5. **Calcul du produit scalaire $\overrightarrow{V} \cdot \overrightarrow{AB}$ :**
$$
\overrightarrow{V} \cdot \overrightarrow{AB} = (-3) \times 1 + 3 \times 0 = -3 + 0 = -3
$$
6. **Calcul du produit scalaire $\overrightarrow{V} \cdot \overrightarrow{AD}$ :**
$$
\overrightarrow{V} \cdot \overrightarrow{AD} = (-3) \times 0 + 3 \times (-1) = 0 - 3 = -3
$$
7. **Conclusion 2° :**
Les produits scalaires ne sont pas nuls, donc $\overrightarrow{V}$ n'est pas orthogonal à $\overrightarrow{AB}$ ni à $\overrightarrow{AD}$.
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8. **Question 3° : Calculer la norme de $\overrightarrow{V}$ et en déduire la distance entre les droites $(AB)$ et $(CD)$.**
9. **Norme de $\overrightarrow{V}$ :**
$$
\|\overrightarrow{V}\| = \sqrt{(-3)^2 + 3^2} = \sqrt{9 + 9} = \sqrt{18} = 3\sqrt{2}
$$
10. **Distance entre les droites $(AB)$ et $(CD)$ :**
Le carré a pour côté 1, donc la distance entre $(AB)$ et $(CD)$ est égale à la longueur du côté, soit 1.
11. **Lien avec $\overrightarrow{V}$ :**
Le vecteur $\overrightarrow{V}$ est un vecteur fixe lié à la configuration, mais sa norme ne correspond pas directement à la distance entre $(AB)$ et $(CD)$.
12. **Conclusion 3° :**
La distance entre les droites $(AB)$ et $(CD)$ est 1, et la norme de $\overrightarrow{V}$ est $3\sqrt{2}$.