Calculateur Produit Scalaire : A·B, angle, projection, 2D/3D/nD
Calculez le produit scalaire de deux vecteurs 2D, 3D ou n-dimensionnels : A·B = Σ aᵢ·bᵢ = |A||B|cos(θ). Angle, projection, orthogonalité. Quatre modes.
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Produit scalaire
Le produit scalaire de deux vecteurs A et B dans ℝⁿ : A · B = Σᵢ aᵢ · bᵢ. Résultat : scalaire. 2D : aₓbₓ + aᵧbᵧ ; 3D : + a_z b_z.
Interprétation géométrique
A · B = |A|·|B|·cos(θ). Angle : θ = arccos((A·B)/(|A|·|B|)). θ = 0° : maximum ; θ = 90° : orthogonal (A·B = 0) ; θ = 180° : minimum.
Projection orthogonale
proj_B(A) = (A·B/|B|²)·B. Scalaire : (A·B)/|B| = |A|·cos(θ). Décomposition A = proj_B(A) + perp_B(A). Base des décompositions de forces, ombres, ACP.
Propriétés algébriques
- Commutative : A·B = B·A.
- Distributive : A·(B+C) = A·B + A·C.
- A·A = |A|² ≥ 0.
- Cauchy-Schwarz : |A·B| ≤ |A|·|B|.
Norme et distance
|A| = √(A·A) = √Σ aᵢ². Vecteur unitaire â = A/|A|. Similarité cosinus : â · b̂ dans [−1, 1].
Physique
Travail W = F · d = |F|·|d|·cos(θ). Puissance P = F · v. Flux électrique Φ = E · A. Perpendicularité : W = 0.
Applications informatiques
Rendu 3D : éclairage (L · N, loi de Lambert), backface culling, réflexions. Apprentissage automatique : similarité cosinus en NLP et recommandations, attention transformer (Q · K). RI : classement de documents.
Exemples numériques
A = (1, 2, 3), B = (4, 5, 6) : A·B = 4 + 10 + 18 = 32. |A| = √14 ≈ 3,742 ; |B| = √77 ≈ 8,775. θ = arccos(32/(3,742·8,775)) ≈ 12,93°. A = (1, 0, 0), B = (0, 1, 0) : A·B = 0 → orthogonaux. Projection de (3, 4) sur (1, 0) : (3, 0). Force de 10 N inclinée de 30° sur un déplacement de 5 m : W = 10·5·cos(30°) = 43,3 J.
Utilisation
Quatre modes : base (A, B → A·B, |A|, |B|, angle, relation) ; projection (A, B → proj_B(A) vecteur et scalaire) ; angle (A, B → θ en degrés et radians) ; depuis angle (|A|, |B|, θ → A·B). Vecteurs séparés par virgule, toute dimension (listes de même longueur). Exemple : 1, 2, 3 et 4, 5, 6. Le produit scalaire se généralise naturellement aux espaces de Hilbert (dimension infinie) et constitue la base de l'analyse fonctionnelle et de la mécanique quantique (produit intérieur ⟨ψ|φ⟩).
Interprétation géométrique et orthogonalité
Le produit scalaire a une double nature : algébriquement c'est la somme des produits des composantes, A·B = Σ aᵢbᵢ ; géométriquement il vaut A·B = |A|·|B|·cos θ, où θ est l'angle entre les deux vecteurs. De cette seconde forme découlent les propriétés les plus utiles. Le signe du produit scalaire révèle la relation angulaire : positif pour les angles aigus (θ 90°), exactement nul quand les vecteurs sont orthogonaux (perpendiculaires). Ce critère d'orthogonalité est parmi les plus utilisés en géométrie et physique : deux directions sont perpendiculaires si et seulement si leur produit scalaire s'annule. En inversant la formule on obtient l'angle entre vecteurs quelconques : cos θ = A·B/(|A|·|B|), outil fondamental en géométrie analytique et algèbre linéaire.
Projection et applications : du travail physique à l'intelligence artificielle
Le produit scalaire mesure à quel point un vecteur "pointe" dans la direction d'un autre, et c'est le concept de projection : la projection scalaire de A sur B vaut A·B/|B|, la projection vectorielle (A·B/|B|²)·B. En physique, le travail d'une force est exactement un produit scalaire, W = F·s = |F|·|s|·cos θ : seule la composante de la force selon le déplacement fournit du travail. En infographie, la loi du cosinus de Lambert calcule l'éclairage d'une surface comme produit scalaire entre la normale et la direction de la lumière. En intelligence artificielle, la "similarité cosinus" entre vecteurs de mots ou documents — utilisée dans les moteurs de recherche et les modèles de langage — n'est qu'un produit scalaire normalisé.
Mis à jour en juillet 2026
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