Vecteurs colinéaires - Exercice 4

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Question 1
Soit xx un réel quelconque. Nous avons les vecteurs u→\overrightarrow{u} et v→\overrightarrow{v} définis respectivement par u→(x+1x−1)\overrightarrow{u} \left(\begin{array}{c} {x+1} \\ {x-1} \end{array}\right) et v→(4x−1)\overrightarrow{v} \left(\begin{array}{c} {4} \\ {x-1} \end{array}\right)

Pour quelles valeurs de xx les vecteurs u→\overrightarrow{u} et v→\overrightarrow{v} sont colinéaires.

Correction
Les vecteurs u→\overrightarrow{u} et v→\overrightarrow{v} sont colinéaires si et seulement si :
(x+1)(x−1)−4(x−1)=0\left(x+1\right)\left(x-1\right)-4\left(x-1\right)=0
x2−x+x−1−4x+4=0x^{2}-x+x-1-4x+4=0
x2−4x+3=0x^{2}-4x+3=0. On reconnaît ici une équation du second degré, nous résolverons donc cette équation à l'aide du discriminant.
Calcul du discriminant Δ=b2−4ac\Delta =b^{2} -4ac
Ainsi : Δ=(−4)2−4×1×3\Delta =\left(-4\right)^{2} -4\times 1\times 3
Δ=16−12=4\Delta =16-12=4
Comme Δ>0\Delta >0 alors l'équation admet deux racines réelles distinctes notées x1x{}_{1} et x2x{}_{2} telles que :
x1=−b−Δ2ax{}_{1} =\frac{-b-\sqrt{\Delta } }{2a} ainsi x1=−(−4)−42×1x{}_{1} =\frac{-\left(-4\right)-\sqrt{4} }{2\times 1} d'où x1=1x{}_{1} =1
x2=−b+Δ2ax{}_{2} =\frac{-b+\sqrt{\Delta } }{2a} ainsi x2=−(−4)+42×1x{}_{2} =\frac{-\left(-4\right)+\sqrt{4} }{2\times 1} d'où x2=3x{}_{2} =3
Les racines de l'équation x2−4x+3=0x^{2} -4x+3=0 sont donc : S={1;3}S=\left\{1;3\right\}
Ainsi, les vecteurs u→\overrightarrow{u} et v→\overrightarrow{v} sont colinéaires si et seulement si x=1x=1 ou si x=3x=3.

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