📝 Évaluation Produit scalaire (Première Spécialité) avec corrigé

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Numi, la mascotteÉvaluation · Première Spécialité
Nom : Classe : Date :

📝 Produit scalaire — sujet A

Note :/ 20

Durée conseillée : 45 min. Le barème est indiqué pour chaque exercice. Sujet n°1.

Exercice 1/ 1 pt

Calcule \vec{u} \cdot \vec{v} avec \vec{u} = \binom{-4}{0} et \vec{v} = \binom{-2}{-3}.

Coche la bonne réponse.

  • A. 8
  • B. 7
  • C. 12
  • D. 9

Exercice 2/ 1 pt

Calcule la norme de \vec{u} = \binom{1}{3}.

Coche la bonne réponse.

  • A. \sqrt{10}
  • B. 4
  • C. 10
  • D. \sqrt{11}

Exercice 3/ 1 pt

Calcule \vec{u} \cdot \vec{v} avec \vec{u} = \binom{1}{-2} et \vec{v} = \binom{2}{-2}.

Coche la bonne réponse.

  • A. -6
  • B. 6
  • C. 7
  • D. 5

Exercice 4/ 1,5 pt

Pour quelle valeur de k les vecteurs \vec{u} = \binom{4}{4} et \vec{v} = \binom{k}{-4} sont-ils orthogonaux ?

Réponse :

Exercice 5/ 1,5 pt

Si \vec{u} \cdot \vec{v} = 0 et \|\vec{u}\| \neq 0, \|\vec{v}\| \neq 0, quel est l'angle entre \vec{u} et \vec{v} ?

Coche la bonne réponse.

  • A. 60°
  • B. 0°
  • C. 90°
  • D. 45°

Exercice 6/ 1,5 pt

Si \vec{u} \cdot \vec{v} = 7, que vaut (2\vec{u}) \cdot (2\vec{v}) ?

Réponse :

Exercice 7/ 2 pts

On sait que \|\vec{u}\| = 6, \|\vec{v}\| = 2 et \vec{u} \cdot \vec{v} = 8. Calcule \|\vec{u} - \vec{v}\|^2.

Réponse :

Exercice 8/ 2 pts

Calcule l'angle entre \vec{u} = \binom{2}{0} et \vec{v} = \binom{1}{0} (en degrés).

Réponse :

Exercice 9/ 2 pts

Dans un triangle ABC, a = 6, b = 9 et \widehat{C} = 60°. Calcule c^2 (loi d'Al-Kashi).

Réponse :

Exercice 10/ 2 pts

Dans le triangle ABC, AB = 8, AC = 6 et \widehat{A} = 60°. Calcule \vec{AB}\cdot\vec{AC}.

Réponse :

Exercice 11/ 2 pts

Comment caractériser la médiatrice de [AB] avec le produit scalaire ?

Coche la bonne réponse.

  • A. L'ensemble des points M à distance 1 de A et B
  • B. L'ensemble des points M tels que \overrightarrow{MA}^2 = \overrightarrow{MB}^2, i.e. MA = MB
  • C. L'ensemble des points M tels que \overrightarrow{AM} \cdot \overrightarrow{BM} = 0
  • D. L'ensemble des points M tels que AM = 0

Exercice 12/ 2,5 pts

Soit \vec{u}(-5, -5), \vec{v}(0, -5) et \vec{w}(5, 3). Détermine le réel t pour que \vec{u} + t\,\vec{v} soit orthogonal à \vec{w} (fraction irréductible).

Réponse :

Évaluation générée par numimaths.fr — conforme au programme officiel. Le corrigé et le barème sont page suivante.

Corrigé et barème — Produit scalaire — sujet A (Première Spécialité) · Sujet n°1

  1. 1. (1 pt) 8 — \vec{u} \cdot \vec{v} = -4 \times (-2) + 0 \times (-3) = 8 + 0 = 8.
  2. 2. (1 pt) \sqrt{10} — |\vec{u}|^2 = 1^2 + 3^2 = 10, donc |\vec{u}| = \sqrt{10}.
  3. 3. (1 pt) 6 — \vec{u} \cdot \vec{v} = 1 \times 2 + (-2) \times (-2) = 2 + 4 = 6.
  4. 4. (1,5 pt) 4 — \vec{u} \cdot \vec{v} = 4 \cdot k + 4 \cdot (-4) = 0 \Rightarrow 4k = 16 \Rightarrow k = 4.
  5. 5. (1,5 pt) 90° — \cos(\theta) = 0 \Rightarrow \theta = 90°.
  6. 6. (1,5 pt) 28 — Par bilinéarité : (2\vec{u})\cdot(2\vec{v}) = 2\times2\times7 = 28.
  7. 7. (2 pts) 24 — \|\vec{u}-\vec{v}\|^2 = 36 - 2 \times 8 + 4 = 36 - 16 + 4 = 24.
  8. 8. (2 pts) 0 — \cos(\theta) = \frac{2}{2} \Rightarrow \theta = 0°.
  9. 9. (2 pts) 63 — c^2 = 36 + 81 - 2\times6\times9\times\dfrac{1}{2} = 36 + 81 - 54 = 63.
  10. 10. (2 pts) 24 — \vec{AB}\cdot\vec{AC} = 8 \times 6 \times \cos(60°) = 48 \times 1/2 = 24.
  11. 11. (2 pts) L'ensemble des points M tels que \overrightarrow{MA}^2 = \overrightarrow{MB}^2, i.e. MA = MB — La médiatrice est l'ensemble des M équidistants de A et B : MA = MB, soit \overrightarrow{MA}^2 = \overrightarrow{MB}^2. En développant, on obtient \overrightarrow{MI} \cdot \overrightarrow{AB} = 0 (où I est le milieu de [AB]). La condition \overrightarrow{MA}\cdot\overrightarrow{MB} = 0, elle, décrit le cercle de diamètre [AB].
  12. 12. (2,5 pts) -8/3 — (\vec{u} + t\,\vec{v})\cdot\vec{w} = \vec{u}\cdot\vec{w} + t\,(\vec{v}\cdot\vec{w}) = -40 - 15\,t. On veut ce produit nul : -40 - 15\,t = 0, donc t = \dfrac{-40}{15} = -8/3.
Pour retravailler les erreurs : ce chapitre se rejoue en ligne sur numimaths.fr, avec correction instantanée et difficulté adaptée.
Numi, la mascotteÉvaluation · Première Spécialité
Nom : Classe : Date :

📝 Produit scalaire — sujet B

Note :/ 20

Durée conseillée : 45 min. Le barème est indiqué pour chaque exercice. Sujet n°2.

Exercice 1/ 1 pt

Calcule \vec{u} \cdot \vec{v} avec \vec{u} = \binom{-2}{3} et \vec{v} = \binom{-2}{2}.

Coche la bonne réponse.

  • A. -10
  • B. 9
  • C. 10
  • D. 11

Exercice 2/ 1 pt

Quelle est la condition pour que \vec{u} et \vec{v} soient orthogonaux ?

Coche la bonne réponse.

  • A. \|\vec{u}\| = \|\vec{v}\|
  • B. \vec{u} \cdot \vec{v} = 0
  • C. \vec{u} = -\vec{v}
  • D. \vec{u} \cdot \vec{v} = 1

Exercice 3/ 1 pt

Quelle est la formule d'Al-Kashi (loi des cosinus) pour le côté c du triangle ABC ?

Coche la bonne réponse.

  • A. c^2 = a^2 + b^2
  • B. c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos(C)
  • C. c = a + b - 2\cos(C)
  • D. c^2 = a^2 + b^2 + 2ab\cos(C)

Exercice 4/ 1,5 pt

Si \vec{u} \cdot \vec{v} = 0 et \|\vec{u}\| \neq 0, \|\vec{v}\| \neq 0, quel est l'angle entre \vec{u} et \vec{v} ?

Coche la bonne réponse.

  • A. 45°
  • B. 90°
  • C. 60°
  • D. 0°

Exercice 5/ 1,5 pt

Calcule (k\vec{u}) \cdot \vec{v} avec k = 4, \vec{u} = \binom{2}{2}, \vec{v} = \binom{2}{3}.

Réponse :

Exercice 6/ 1,5 pt

Calcule \|\vec{u}\|^2 pour \vec{u}(2, 6) en utilisant \vec{u} \cdot \vec{u}.

Coche la bonne réponse.

  • A. \|\vec{u}\|^2 = 44
  • B. \|\vec{u}\|^2 = 12
  • C. \|\vec{u}\|^2 = 40
  • D. \|\vec{u}\|^2 = 64

Exercice 7/ 2 pts

Quel est l'ensemble des points M vérifiant \vec{MA} \cdot \vec{MB} = 0 (avec A et B deux points distincts) ?

Coche la bonne réponse.

  • A. Une droite perpendiculaire à (AB)
  • B. Un segment
  • C. Un point
  • D. Un cercle de diamètre [AB]

Exercice 8/ 2 pts

Dans un triangle ABC, a = 3, b = 9 et \widehat{C} = 60°. Calcule c^2 (loi d'Al-Kashi).

Réponse :

Exercice 9/ 2 pts

Quelle est l'interprétation du produit scalaire \vec{CA} \cdot \vec{CB} = 0 dans le triangle ABC ?

Coche la bonne réponse.

  • A. |\vec{AB}|^2 = |\vec{CA}|^2 + |\vec{CB}|^2 toujours
  • B. \vec{CA} \cdot \vec{CB} = 0 si et seulement si C est l'angle droit
  • C. \vec{CA} \cdot \vec{CB} = |CA| \cdot |CB| si C est droit
  • D. \vec{CA} \cdot \vec{CB} = 0 quand AB est droit

Exercice 10/ 2 pts

Comment caractériser la médiatrice de [AB] avec le produit scalaire ?

Coche la bonne réponse.

  • A. L'ensemble des points M tels que \overrightarrow{AM} \cdot \overrightarrow{BM} = 0
  • B. L'ensemble des points M à distance 1 de A et B
  • C. L'ensemble des points M tels que AM = 0
  • D. L'ensemble des points M tels que \overrightarrow{MA}^2 = \overrightarrow{MB}^2, i.e. MA = MB

Exercice 11/ 2 pts

Dans le triangle ABC avec AB = 7, CA = 5, CB = 8, calcule l'angle \widehat{C} par Al-Kashi (en degrés).

Réponse :

Exercice 12/ 2,5 pts

Pour montrer que M est sur la médiatrice de [AB] en utilisant le produit scalaire, quelle est la démarche correcte ?

Coche la bonne réponse.

  • A. Montrer que MA = MB, ce qui équivaut à \overrightarrow{MA}\cdot\overrightarrow{MB} ... ou MA^2 - MB^2 = 0
  • B. Montrer que M est le milieu de AB
  • C. Montrer que \overrightarrow{MA} + \overrightarrow{MB} = \vec{0}
  • D. Montrer que M est à distance 1 de A
Évaluation générée par numimaths.fr — conforme au programme officiel. Le corrigé et le barème sont page suivante.

Corrigé et barème — Produit scalaire — sujet B (Première Spécialité) · Sujet n°2

  1. 1. (1 pt) 10 — \vec{u} \cdot \vec{v} = -2 \times (-2) + 3 \times 2 = 4 + 6 = 10.
  2. 2. (1 pt) \vec{u} \cdot \vec{v} = 0 — \vec{u} \perp \vec{v} \Leftrightarrow \vec{u} \cdot \vec{v} = 0.
  3. 3. (1 pt) c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos(C) — c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos(C) (avec C l'angle opposé à c).
  4. 4. (1,5 pt) 90° — \cos(\theta) = 0 \Rightarrow \theta = 90°.
  5. 5. (1,5 pt) 40 — \vec{u} \cdot \vec{v} = 10, donc (k\vec{u}) \cdot \vec{v} = 4 \times 10 = 40.
  6. 6. (1,5 pt) \|\vec{u}\|^2 = 40 — \|\vec{u}\|^2 = 2^2 + 6^2 = 40.
  7. 7. (2 pts) Un cercle de diamètre [AB] — Par le théorème de Thalès, l'ensemble des points M tels que \widehat{AMB} = 90° est le cercle de diamètre [AB] (cercle de Thalès).
  8. 8. (2 pts) 63 — c^2 = 9 + 81 - 2\times3\times9\times\dfrac{1}{2} = 9 + 81 - 27 = 63.
  9. 9. (2 pts) \vec{CA} \cdot \vec{CB} = 0 si et seulement si C est l'angle droit — Le produit scalaire \vec{CA} \cdot \vec{CB} = 0 signifie \vec{CA} \perp \vec{CB}, c'est-à-dire que le triangle ABC est rectangle en C.
  10. 10. (2 pts) L'ensemble des points M tels que \overrightarrow{MA}^2 = \overrightarrow{MB}^2, i.e. MA = MB — La médiatrice est l'ensemble des M équidistants de A et B : MA = MB, soit \overrightarrow{MA}^2 = \overrightarrow{MB}^2. En développant, on obtient \overrightarrow{MI} \cdot \overrightarrow{AB} = 0 (où I est le milieu de [AB]). La condition \overrightarrow{MA}\cdot\overrightarrow{MB} = 0, elle, décrit le cercle de diamètre [AB].
  11. 11. (2 pts) 60 — \cos(C) = \dfrac{25 + 64 - 49}{80} = \dfrac{40}{80} = 1/2 \Rightarrow \widehat{C} = 60°.
  12. 12. (2,5 pts) Montrer que MA = MB, ce qui équivaut à \overrightarrow{MA}\cdot\overrightarrow{MB} ... ou MA^2 - MB^2 = 0 — M est sur la médiatrice de [AB] ⟺ MA = MB ⟺ MA^2 - MB^2 = 0. En développant avec le produit scalaire, on obtient une équation caractéristique.
Pour retravailler les erreurs : ce chapitre se rejoue en ligne sur numimaths.fr, avec correction instantanée et difficulté adaptée.

Une évaluation Produit scalaire Première Spécialité toujours nouvelle

Ce contrôle est généré par le moteur Numi : chaque « Nouveau sujet » produit des exercices inédits de Produit scalaire (Première Spécialité, Spécialité Maths), gradués du plus simple au plus exigeant, strictement conformes au programme officiel de l'Éducation nationale. Le barème sur 20 suit la difficulté des exercices ; le corrigé occupe la deuxième page.

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