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mecanique_du_point_td_1.tex

@@ -2,6 +2,7 @@
 
 \usepackage{mathtools}
 \usepackage{amssymb}
+\usepackage[makeroom]{cancel}
 
 \title{Mécanique du point - TD 1 \\ NON CORRIGÉ}
 \author{Timéo Pochin}
@@ -13,8 +14,8 @@
 
     \subsection*{a)}
     \begin{align}
-    \vec{u}\land\vec{v}
     \nonumber
+    \vec{u}\land\vec{v}
     &=
     \begin{pmatrix}
         1 \\
@@ -47,8 +48,8 @@
 
     \subsection*{b)}
     \begin{align}
-    \vec{v}\land\vec{u}
     \nonumber
+    \vec{v}\land\vec{u}
     &=
     \begin{pmatrix}
         4 \\
@@ -81,8 +82,8 @@
 
     \subsection*{c)}
     \begin{align}
-    \vec{u}\cdot\vec{v}
     \nonumber
+    \vec{u}\cdot\vec{v}
     &=
     \begin{pmatrix}
         1 \\
@@ -102,8 +103,8 @@
 
     \subsection*{d)}
     \begin{align}
-    \vec{u}\cdot(\vec{u}\land\vec{v})
     \nonumber
+    \vec{u}\cdot(\vec{u}\land\vec{v})
     &=
     \begin{pmatrix}
         1 \\
@@ -123,8 +124,8 @@
 
     \subsection*{e)}
     \begin{align}
-    \|\vec{u}\|
     \nonumber
+    \|\vec{u}\|
     &=\sqrt{1^2+2^2+3^2}
     \\ \nonumber
     &=\sqrt{14}
@@ -132,8 +133,8 @@
 
     \subsection*{f)}
     \begin{align}
-    \|\vec{u}+\vec{v}\|
     \nonumber
+    \|\vec{u}+\vec{v}\|
     &=
     \left\|
     \begin{pmatrix}
@@ -165,8 +166,8 @@
 
     \subsection*{g)}
     \begin{align}
-    (\vec{u}\land\vec{v})\land\vec{w}
     \nonumber
+    (\vec{u}\land\vec{v})\land\vec{w}
     &=
     \begin{pmatrix}
         -3 \\
@@ -199,8 +200,8 @@
 
     \subsection*{h)}
     \begin{align}
-    \vec{u}\land(\vec{v}\land\vec{w})
     \nonumber
+    \vec{u}\land(\vec{v}\land\vec{w})
     &=
     \begin{pmatrix}
         1 \\
@@ -265,4 +266,192 @@
     &= -24\vec{e_x}-6\vec{e_y}+12\vec{e_z}
     \end{align}
 
+    \pagebreak
+    \section*{Exercice 2}
+
+    \begin{align}
+    \nonumber
+    \vec{u}\land(\vec{v}\land\vec{w})
+    &=
+    \begin{pmatrix}
+        u_x \\
+        u_y \\
+        u_z
+    \end{pmatrix}
+    \land
+    \begin{pmatrix}
+        v_x \\
+        v_y \\
+        v_z
+    \end{pmatrix}
+    \land
+    \begin{pmatrix}
+        w_x \\
+        w_y \\
+        w_z
+    \end{pmatrix}
+    \\ \nonumber
+    &=
+    \begin{pmatrix}
+        u_x \\
+        u_y \\
+        u_z
+    \end{pmatrix}
+    \land
+    \begin{pmatrix}
+        v_yw_z-v_zw_y \\
+        v_zw_x-v_xw_z \\
+        v_xw_y-v_yw_x
+    \end{pmatrix}
+    \\ \nonumber
+    &=
+    \begin{pmatrix}
+        u_x \\
+        u_y \\
+        u_z
+    \end{pmatrix}
+    \land
+    \begin{pmatrix}
+        v_yw_z-v_zw_y \\
+        v_zw_x-v_xw_z \\
+        v_xw_y-v_yw_x
+    \end{pmatrix}
+    \\ \nonumber
+    &=
+    \begin{pmatrix}
+        u_y(v_xw_y-v_yw_x)-u_z(v_zw_x-v_xw_z) \\
+        u_z(v_yw_z-v_zw_y)-u_x(v_xw_y-v_yw_x) \\
+        u_x(v_zw_x-v_xw_z)-u_y(v_yw_z-v_zw_y)
+    \end{pmatrix}
+    \\
+    &=
+    \begin{pmatrix}
+        u_yv_xw_y-u_yv_yw_x-u_zv_zw_x+u_zv_xw_z \\
+        u_zv_yw_z-u_zv_zw_y-u_xv_xw_y+u_xv_yw_x \\
+        u_xv_zw_x-u_xv_xw_z-u_yv_yw_z+u_yv_zw_y
+    \end{pmatrix}
+    \end{align}
+
+    \begin{align}
+    \nonumber
+    (\vec{u}\cdot\vec{w})\vec{v}-(\vec{u}\cdot\vec{v})\vec{w}
+    &=
+    \left(
+    \begin{pmatrix}
+        u_x \\
+        u_y \\
+        u_z
+    \end{pmatrix}
+    \cdot
+    \begin{pmatrix}
+        w_x \\
+        w_y \\
+        w_z
+    \end{pmatrix}
+    \right)
+    \begin{pmatrix}
+        v_x \\
+        v_y \\
+        v_z
+    \end{pmatrix}
+    -
+    \left(
+    \begin{pmatrix}
+        u_x \\
+        u_y \\
+        u_z
+    \end{pmatrix}
+    \cdot
+    \begin{pmatrix}
+        v_x \\
+        v_y \\
+        v_z
+    \end{pmatrix}
+    \right)
+    \begin{pmatrix}
+        w_x \\
+        w_y \\
+        w_z
+    \end{pmatrix}
+    \\ \nonumber
+    &=
+    (u_xw_x+u_yw_y+u_zw_z)
+    \begin{pmatrix}
+        v_x \\
+        v_y \\
+        v_z
+    \end{pmatrix}
+    -
+    (u_xv_x+u_yv_y+u_zv_z)
+    \begin{pmatrix}
+        w_x \\
+        w_y \\
+        w_z
+    \end{pmatrix}
+    \\ \nonumber
+    &=
+    \begin{pmatrix}
+        (u_xw_x+u_yw_y+u_zw_z)v_x \\
+        (u_xw_x+u_yw_y+u_zw_z)v_y \\
+        (u_xw_x+u_yw_y+u_zw_z)v_z
+    \end{pmatrix}
+    -
+    \begin{pmatrix}
+        (u_xv_x+u_yv_y+u_zv_z)w_x \\
+        (u_xv_x+u_yv_y+u_zv_z)w_y \\
+        (u_xv_x+u_yv_y+u_zv_z)w_z
+    \end{pmatrix}
+    \\ \nonumber
+    &=
+    \begin{pmatrix}
+        u_xv_xw_x+u_yv_xw_y+u_zv_xw_z \\
+        u_xv_yw_x+u_yv_yw_y+u_zv_yw_z \\
+        u_xv_zw_x+u_yv_zw_y+u_zv_zw_z
+    \end{pmatrix}
+    -
+    \begin{pmatrix}
+        u_xv_xw_x+u_yv_yw_x+u_zv_zw_x \\
+        u_xv_xw_y+u_yv_yw_y+u_zv_zw_y \\
+        u_xv_xw_z+u_yv_yw_z+u_zv_zw_z
+    \end{pmatrix}
+    \\ \nonumber
+    &=
+    \begin{pmatrix}
+        u_xv_xw_x+u_yv_xw_y+u_zv_xw_z-
+        (u_xv_xw_x+u_yv_yw_x+u_zv_zw_x) \\
+        u_xv_yw_x+u_yv_yw_y+u_zv_yw_z-
+        (u_xv_xw_y+u_yv_yw_y+u_zv_zw_y) \\
+        u_xv_zw_x+u_yv_zw_y+u_zv_zw_z-
+        (u_xv_xw_z+u_yv_yw_z+u_zv_zw_z)
+    \end{pmatrix}
+    \\ \nonumber
+    &=
+    \begin{pmatrix}
+        u_xv_xw_x+u_yv_xw_y+u_zv_xw_z-
+        u_xv_xw_x-u_yv_yw_x-u_zv_zw_x \\
+        u_xv_yw_x+u_yv_yw_y+u_zv_yw_z-
+        u_xv_xw_y-u_yv_yw_y-u_zv_zw_y \\
+        u_xv_zw_x+u_yv_zw_y+u_zv_zw_z-
+        u_xv_xw_z-u_yv_yw_z-u_zv_zw_z
+    \end{pmatrix}
+    \\ \nonumber
+    &=
+    \begin{pmatrix}
+        \cancel{u_xv_xw_x}+u_yv_xw_y+u_zv_xw_z-
+        \cancel{u_xv_xw_x}-u_yv_yw_x-u_zv_zw_x \\
+        u_xv_yw_x+\cancel{u_yv_yw_y}+u_zv_yw_z-
+        u_xv_xw_y-\cancel{u_yv_yw_y}-u_zv_zw_y \\
+        u_xv_zw_x+u_yv_zw_y+\cancel{u_zv_zw_z}-
+        u_xv_xw_z-u_yv_yw_z-\cancel{u_zv_zw_z}
+    \end{pmatrix}
+    \\
+    &=
+    \begin{pmatrix}
+        u_yv_xw_y-u_yv_yw_x-u_zv_zw_x+u_zv_xw_z \\
+        u_zv_yw_z-u_zv_zw_y-u_xv_xw_y+u_xv_yw_x \\
+        u_xv_zw_x-u_xv_xw_z-u_yv_yw_z+u_yv_zw_y
+    \end{pmatrix}
+    \end{align}
+    Ligne (1) est égale à ligne (2) donc $\vec{u}\land(\vec{v}\land\vec{w})=(\vec{u}\cdot\vec{w})\vec{v}-(\vec{u}\cdot\vec{v})\vec{w}$
+
 \end{document}