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Rotation dans le plan — Cours

1ère année Bac · Sciences Mathématiques · Rotation · درس — الأولى باكالوريا
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1. Définition

Soit \(\Omega\) un point et \(\theta\) un réel. La rotation \(r\) de centre \(\Omega\) et d'angle \(\theta\) transforme \(\Omega\) en lui-même et tout point \(M\neq\Omega\) en \(M'\) tel que :
\[\Omega M' = \Omega M \quad\text{et}\quad (\vec{\Omega M}, \vec{\Omega M'})\equiv\theta\ [2\pi]\]

2. Propriétés

Une rotation conserve les distances, les angles orientés, l'alignement, le parallélisme, l'orthogonalité, le barycentre et les aires.

3. Détermination d'une rotation

Si \(A\neq B\), \(A'B' = AB\) avec \(A'\neq A\) et \(\theta\) connu, il existe une unique rotation d'angle \(\theta = (\vec{AB}, \vec{A'B'})\) transformant \(A\) en \(A'\) et \(B\) en \(B'\). Son centre est l'intersection des médiatrices de \([AA']\) et \([BB']\) (quand elles se coupent).

4. Expression analytique (repère orthonormé direct)

Pour \(r(\Omega(a ; b), \theta)\) :

\[\begin{cases} x' - a = (x - a)\cos\theta - (y - b)\sin\theta \\ y' - b = (x - a)\sin\theta + (y - b)\cos\theta \end{cases}\]

Exemple

Rotation de centre \(O\) et d'angle \(\frac{\pi}{2}\) : \(x' = -y\), \(y' = x\). Image de \(A(2 ; 1)\) : \(A'(-1 ; 2)\).

5. Application : triangle équilatéral

\(ABC\) est équilatéral direct \(\Leftrightarrow\) \(C\) est l'image de \(B\) par la rotation de centre \(A\) et d'angle \(\frac{\pi}{3}\).

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