Répondre :
1.
a) Nous avons les relations suivantes :
- \(\overrightarrow{AL} = -\frac{1}{2} \overrightarrow{AB}\)
- \(\overrightarrow{AJ} = -\frac{1}{2} \overrightarrow{AC}\)
Utilisons la relation de Chasles :
\(\overrightarrow{AL} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BL}\)
\(\overrightarrow{AJ} = \overrightarrow{AC} + \overrightarrow{CJ}\)
En remplaçant \(\overrightarrow{AL}\) et \(\overrightarrow{AJ}\) par leurs expressions correspondantes, nous obtenons :
\(-\frac{1}{2} \overrightarrow{AB} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BL}\)
\(-\frac{1}{2} \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{AC} + \overrightarrow{CJ}\)
Simplifions ces équations pour obtenir :
\(\overrightarrow{BL} = -\frac{3}{2} \overrightarrow{AB}\)
\(\overrightarrow{CJ} = -\frac{3}{2} \overrightarrow{AC}\)
Maintenant, soustrayons ces deux équations :
\(\overrightarrow{CJ} - \overrightarrow{BL} = -\frac{3}{2} \overrightarrow{AC} + \frac{3}{2} \overrightarrow{AB}\)
Factorisons \(\frac{3}{2}\) :
\(\overrightarrow{CJ} - \overrightarrow{BL} = \frac{3}{2} (\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AC})\)
Comme \(\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{CB}\), nous obtenons finalement :
\(\overrightarrow{CJ} - \overrightarrow{BL} = \frac{3}{2} \overrightarrow{CB}\)
Donc, \(\overrightarrow{CJ} = \overrightarrow{BL} + \frac{3}{2} \overrightarrow{CB}\). Puisque \(\overrightarrow{BL} = -\frac{3}{2} \overrightarrow{AB}\), nous avons :
\(\overrightarrow{CJ} = -\frac{3}{2} \overrightarrow{AB} + \frac{3}{2} \overrightarrow{CB}\)
Simplifions :
\(\overrightarrow{CJ} = \frac{3}{2} (\overrightarrow{CB} - \overrightarrow{AB})\)
Donc, \(\overrightarrow{CJ} = \frac{3}{2} \overrightarrow{JB}\). Donc, \(\overrightarrow{CJ}\) est effectivement égale à \(\frac{1}{2}\) de \(\overrightarrow{CB}\).
b) Puisque \(\overrightarrow{IJ}\) et \(\overrightarrow{CB}\) sont tous deux des combinaisons linéaires de \(\overrightarrow{JB}\), ils sont colinéaires.
2. Pour démontrer que B, C et D sont alignés, nous devons montrer que le vecteur \(\overrightarrow{CD}\) est un multiple du vecteur \(\overrightarrow{BC}\).
Nous avons :
\(\overrightarrow{BD} = 3\overrightarrow{AB} - 3\overrightarrow{AC}\)
Et nous savons que \(\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB}\)
Donc,
\(\overrightarrow{BD} = 3\overrightarrow{AB} - 3\overrightarrow{AC} = 3\overrightarrow{AB} - 3\overrightarrow{AB} + 3\overrightarrow{BC} = 3\overrightarrow{BC}\)
Donc, \(\overrightarrow{BD}\) est un multiple de \(\overrightarrow{BC}\), ce qui signifie que les points B, C et D sont alignés.
a) Nous avons les relations suivantes :
- \(\overrightarrow{AL} = -\frac{1}{2} \overrightarrow{AB}\)
- \(\overrightarrow{AJ} = -\frac{1}{2} \overrightarrow{AC}\)
Utilisons la relation de Chasles :
\(\overrightarrow{AL} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BL}\)
\(\overrightarrow{AJ} = \overrightarrow{AC} + \overrightarrow{CJ}\)
En remplaçant \(\overrightarrow{AL}\) et \(\overrightarrow{AJ}\) par leurs expressions correspondantes, nous obtenons :
\(-\frac{1}{2} \overrightarrow{AB} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BL}\)
\(-\frac{1}{2} \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{AC} + \overrightarrow{CJ}\)
Simplifions ces équations pour obtenir :
\(\overrightarrow{BL} = -\frac{3}{2} \overrightarrow{AB}\)
\(\overrightarrow{CJ} = -\frac{3}{2} \overrightarrow{AC}\)
Maintenant, soustrayons ces deux équations :
\(\overrightarrow{CJ} - \overrightarrow{BL} = -\frac{3}{2} \overrightarrow{AC} + \frac{3}{2} \overrightarrow{AB}\)
Factorisons \(\frac{3}{2}\) :
\(\overrightarrow{CJ} - \overrightarrow{BL} = \frac{3}{2} (\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AC})\)
Comme \(\overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{CB}\), nous obtenons finalement :
\(\overrightarrow{CJ} - \overrightarrow{BL} = \frac{3}{2} \overrightarrow{CB}\)
Donc, \(\overrightarrow{CJ} = \overrightarrow{BL} + \frac{3}{2} \overrightarrow{CB}\). Puisque \(\overrightarrow{BL} = -\frac{3}{2} \overrightarrow{AB}\), nous avons :
\(\overrightarrow{CJ} = -\frac{3}{2} \overrightarrow{AB} + \frac{3}{2} \overrightarrow{CB}\)
Simplifions :
\(\overrightarrow{CJ} = \frac{3}{2} (\overrightarrow{CB} - \overrightarrow{AB})\)
Donc, \(\overrightarrow{CJ} = \frac{3}{2} \overrightarrow{JB}\). Donc, \(\overrightarrow{CJ}\) est effectivement égale à \(\frac{1}{2}\) de \(\overrightarrow{CB}\).
b) Puisque \(\overrightarrow{IJ}\) et \(\overrightarrow{CB}\) sont tous deux des combinaisons linéaires de \(\overrightarrow{JB}\), ils sont colinéaires.
2. Pour démontrer que B, C et D sont alignés, nous devons montrer que le vecteur \(\overrightarrow{CD}\) est un multiple du vecteur \(\overrightarrow{BC}\).
Nous avons :
\(\overrightarrow{BD} = 3\overrightarrow{AB} - 3\overrightarrow{AC}\)
Et nous savons que \(\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AB}\)
Donc,
\(\overrightarrow{BD} = 3\overrightarrow{AB} - 3\overrightarrow{AC} = 3\overrightarrow{AB} - 3\overrightarrow{AB} + 3\overrightarrow{BC} = 3\overrightarrow{BC}\)
Donc, \(\overrightarrow{BD}\) est un multiple de \(\overrightarrow{BC}\), ce qui signifie que les points B, C et D sont alignés.