La Rosace. Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosacebruno LAMBERT RAR Wallon Garges lès Gonesse

Transcription

1 La Rosace Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace 1/21

2 Sommaire La Rosace De la rosace à la division du cercle en 6 parties égales et figures associées Activité : Rosace hexagone et étoile Activité en 6ème : la rosace à 6 pétales Figure associée : l'étoile des neiges...4 a)programme de construction présenté sous la forme d'une BD Les trois lunes : exemple de fiche pour activité géogébra en 6ème Pavage de rosace et figures associées De la rosace à la super rosace et figures associées Super Rosace : Programme de construction en BD Super Rosace : Programme de construction Exercices de coloriage...9 a)super rosace utilisée comme traits de construction : une autre étoile...10 b)super rosace utilisée comme traits de construction : Hexagone tournant...11 c)super rosace utilisée comme traits de construction : l'étoile de Pompéï Rosace et axes de symétrie, figures associées Activité : trouver les axes de symétrie de la rosace, la super rosace, l'hexagone régulier et l'étoile à 6 branches...17 a)hexagones imbriqués b)hexagones imbriqués Références et outils Bibliographie Sites Logiciels utilisés...21 Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace 2/21

3 1. De la rosace à la division du cercle en 6 parties égales et figures associées 1.1. Activité : Rosace hexagone et étoile faire dessiner la rosace sur papier blanc demander aux élèves de décrire la figure obtenue : de quoi est-elle composée? On peut espérer avoir les mots «cercle» et «bout, morceau, arc de cercle» Il peut apparaître aussi «pétale». Faire émerger les «points» : le cercle, les bouts de cercles, se coupent ils? Noter par une croix l'endroit où les cercles se coupent. On a 7 points le centre et 6 points du cercle. Construire l'hexagone en reliant les points consécutifs Institutionnaliser Connaissance : cercle et centre du cercle et surtout arc de cercle. Capacité : A partir de la construction de la rosace en reportant la longueur du rayon sur le cercle j'obtiens la division du cercle en 6 parties égales. On ne fait que reporter la longueur sans tracer les arcs, pour obtenir les 6 points le cercle divisé en 6 parties égales Le disque divisé en six parties égales : fractions en sixième 1.2. Activité en 6ème : la rosace à 6 pétales Construire une rosace à 6 pétales. Combien observe-t-on de points d'intersection? A partir de la rosace à 6 pétales construire l'hexagone régulier et l'étoile à 6 branches comme sur le modèle. rosace à 6 pétales hexagone régulier étoile à 6 branches Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace 3/21

4 1.3. Figure associée : l'étoile des neiges L'objectif est d'obtenir cette figure, qu'on appellera «étoile des neiges». Observation de la figure et questions (points d'intersection) Exemple : G est le point d'intersection des segments [AC] et [BF] Complète les phrases suivantes(tu ne peux utiliser que les points A, B, C, D, E ou F pour définir les segments) H est le point d'intersection des segments [BD] et [...] I est le point d'intersection des segments [...] et [...] J est le point d'intersection... K... L... Observation de la figure et questions (polygones) Quelle est la nature du triangle ABG?... Quelle est la nature du triangle OBG?... Quelle est la nature du triangle AOG?... Quelle est la nature du triangle ABO?... Explique tes réponses et justifie par des mesures Quelle est la nature du quadrilatère DIOJ?... Explique ta réponse et justifie par des mesures repasse en rouge les côtés du quadrilatère ABDE Quelle est la nature du quadrilatère ABDE?... Explique ta réponse et justifie par des mesures Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace 4/21

5 programme de construction présenté sous la forme d'une BD 1. Diviser le cercle en six parties égales 2. Construire l'étoile à 6 branches 3. Placer les points d'intersection comme sur la figure 4. Tracer au feutre les côtés du quadrilatère CHOI 5. Faire de même pour les autres quadrilatères 6. Tracer les diamètres [AD] [BE] et [CF] au feutre. Il ne reste plus qu'à gommer les côtés de l'hexagone GHIJKL Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace 5/21

6 1.4. Les trois lunes : exemple de fiche pour activité géogébra en 6ème Ouvre le fichier : cercle divisé en 6 parties égales.ggb dans mes documents >géogébra_mon nom_ma classe Trace les côtés du triangle ACE :... (complète avec le nom des segments) Trace les diamètres du cercle que l'on peut obtenir avec les points de la figure :... (complète avec le nom des segments) Complète la figure sur le papier et sur l'écran Complète : G est le point d'intersection des segments [...] et [.] H... I... Définis ces nouveaux points de la même manière sur la figure géogébra à l'aide de : intersection de deux objets Rends invisible tous les segments. Pour tracer la première lune : Trace l'arc de cercle de centre F et reliant E à A Trace l'arc de cercle de centre G et reliant E à A Pour finir la figure Trace l'arc de cercle de centre et reliant à Trace l'arc de cercle de centre et reliant à Trace l'arc de cercle de centre et reliant à Trace l'arc de cercle de centre et reliant à Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace 6/21

7 2. Pavage de rosace et figures associées Consigne : à partir de la première rosace, remplir la feuille de rosaces en ne gardant que les points d'intersection on obtient du papier pointé triangulaire Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace 7/21

8 3. De la rosace à la super rosace et figures associées 3.1. Super Rosace : Programme de construction en BD Au lieu de tracer uniquement les arcs à l'intérieur du cercle de centre O, trace tous les cercles en entier 3.2. Super Rosace : Programme de construction Exécute le programme de construction suivant Programme de construction Placer deux points O et A Tracer le cercle (C1) de centre O et passant par A Tracer le cercle (C2) de centre A et passant par O Nommer B et F les points d'intersection de (C1) et (C2) Tracer le cercle (C3) de centre B et passant par O (C3) et (C1) se coupent en A et C, placer C Tracer le cercle (C4) de centre C et passant par O (C4) et (C1) se coupent en B et D, placer D Tracer le cercle (C5) de centre D et passant par O (C5) et (C1) se coupent en C et E, placer E Tracer le cercle (C6) de centre E et passant par O (C6) et (C1) se coupent en D et F, placer F Tracer le cercle (C7) de centre F et passant par O Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace 8/21

9 3.3. Exercices de coloriage A partir de la construction de la super rosace obtenir les figures suivantes par coloriage Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace 9/21

10 a) Super rosace utilisée comme traits de construction : une autre étoile On souhaite obtenir la figure suivante : Construire la super rosace Tracer les segments nécessaires pour obtenir l'étoile. Observation de la figure et questions (segments) Ecris la liste de tous les segments qu'il faut tracer pour obtenir l'étoile Tracer le segment [.]. Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace10/21

11 b) Super rosace utilisée comme traits de construction : Hexagone tournant On cherche à obtenir la figure suivante : Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace11/21

12 Construire la super rosace L'hexagone ABCDEF Et le cercle de centre O passant par G Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace12/21

13 c) Super rosace utilisée comme traits de construction : l'étoile de Pompéï Photos prises par les élèves du collège Henri Wallon en mai 2010 lors du voyage à Rome et Pompéi accompagnés par Mme Bach, M Gibrac, Mme Mollo et Mme Boullais. Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace13/21

14 Etoile de Pompéi : Observation de la figure et questions Observation de la figure et questions 1. Quelle est la nature du polygone ABCDEF? 2. Quelle est la nature de ASRF? Trouve d'autres quadrilatères ayant la même nature que ASRF : 3. Quelle est la nature de BITH? Trouve d'autres quadrilatères ayant la même nature que BITH : 4. Quelle est la nature de IJU? Trouve d'autres triangles ayant la même nature que IJU : 5. trouve tous les axes de symétrie de la figure A partir de l'hexagone ABCDEF trace la super rosace. Repasse en vert les droites (JP) et (BC). Comment sont (JP) et (BC)? Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace14/21

15 Etoile de Pompéi : Construction On trace la super rosace et l'hexagone ABCDEF on trace les droites formant l'étoiles à 6 branches intérieure à l'hexagone. Les intersections de ces On obtient l'hexagone et la première couronne droites avec les cercles de la super rosace de carrés donnent les sommets des carrés Pour obtenir les triangles et losanges on construit les cercles de centre les sommets extérieurs des carrés, en reprenant toujours le même rayon. On trace les côtés des triangles et losanges. Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace15/21

16 Etoile de Pompéi : extensions possibles de la figure Mosaïque en marbre et nacre de la Grande Mosquée de Damas. Gustave Le Bon : La civilisation des Arabes (1884) eurs_gif/planche_08.html Activité Colorie l'étoile de Pompéi sur chacune des figures Construis ces deux figures en partant de l'étoile de Pompéi Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace16/21

17 4. Rosace et axes de symétrie, figures associées 4.1. Activité : trouver les axes de symétrie de la rosace, la super rosace, l'hexagone régulier et l'étoile à 6 branches Sur papier calque faire construire les 4 figures à partir d'un cercle initial de même rayon. Découper chacune des figures Par pliage trouver les axes de symétrie de chacune des figures Faire superposer les 4 figures et constater que l'on a les même six axes de symétrie. On remarque que les axes de symétrie sont (AD) ; (BE) et (CF) les diamètres du cercle de départ formés à partir des sommets de l'hexagone (GJ) (HK) et (IL) les droites passant par les points d'intersection de la super rosace symétriques par rapport à O. ces trois axes passent par les milieux des côtés opposés de l'hexagone et par les points d'intersection de l'étoile à six branches Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace17/21

18 a) Hexagones imbriqués 1 On veut obtenir la figure ci contre ou selon le coloriage une des figures ci dessous. Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace18/21

19 Construire l'hexagone et ses 6 axes de symétrie à Les points d'intersection des axes de symétrie et de l'hexagone donnent les sommets d'un partir de la super rosace deuxième hexagone imbriqué dans le premier Les points d'intersection des axes de symétrie et etc. du deuxième hexagone donnent les sommets d'un troisième hexagone. Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace19/21

20 b) Hexagones imbriqués 2 On refais la même construction que précédemment en ajoutant les cercles circonscrits à chacun des hexagones successifs. Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace20/21

21 5. Références et outils 5.1. Bibliographie La géométrie par le dessin au cycle III Claude Hameau- Nathan Pédagogie La géométrie pour le plaisir (plusieurs tomes) J et L Denière BP 74 Malo Dunkerque Cedex Les belles figures du kangourou Patricia et Bernard Hennequin ACL éditions du Kangourou 5.2. Sites les animaux compassés : club géogébra : Logiciels utilisés géogébra : xnview : photofiltre : html paint openoffice : avec dmaths : Géométrie cycle 3 / 6ème : figures complexes observations et construction la rosace21/21