COURS DE MATHÉMATIQUES Seconde



Documents pareils
Angles orientés et trigonométrie

Si deux droites sont parallèles à une même troisième. alors les deux droites sont parallèles entre elles. alors

Le contexte. Le questionnement du P.E.R. :

Triangles isométriques Triangles semblables

COURS EULER: PROGRAMME DE LA PREMIÈRE ANNÉE

Le théorème de Thalès et sa réciproque

Représentation géométrique d un nombre complexe

Correction : E = Soit E = -1,6. F = 12 Soit F = y = 11. et G = -2z + 4y G = 2 6 = 3 G = G =

Comment démontrer que deux droites sont perpendiculaires?

Rappels et compléments, première partie : Nombres complexes et applications à la géométrie

TOUT CE QU IL FAUT SAVOIR POUR LE BREVET

5 ème Chapitre 4 Triangles

Mesure d angles et trigonométrie

4G2. Triangles et parallèles

Mathématiques et petites voitures

CONJUGUÉ D'UN POINT PAR RAPPORT À UN TRIANGLE

1 radian. De même, la longueur d un arc de cercle de rayon R et dont l angle au centre a pour mesure α radians est α R. R AB =R.

Chapitre 1 : Évolution COURS

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 12 avril 2007

Construction de la bissectrice d un angle

Correction du baccalauréat S Liban juin 2007

Quels polygones sont formés par les milieux des côtés d un autre polygone?

PROBLEME(12) Première partie : Peinture des murs et du plafond.

La médiatrice d un segment

PARTIE NUMERIQUE (18 points)

Taux d évolution moyen.

Les Angles. I) Angles complémentaires, angles supplémentaires. 1) Angles complémentaires. 2 Angles supplémentaires. a) Définition.

I. RACINE CARREE D UN NOMBRE POSITIF : La racine carrée d un nombre positif a est le nombre positif noté a dont le carré est a.

Enoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en Énoncé.

Classe de troisième. Exercices de Mathématiques

point On obtient ainsi le ou les points d inter- entre deux objets».

Exprimer ce coefficient de proportionnalité sous forme de pourcentage : 3,5 %

Corrigé du baccalauréat S Asie 21 juin 2010

Correction du Baccalauréat S Amérique du Nord mai 2007

Exercice numéro 1 - L'escalier

Image d un intervalle par une fonction continue

I - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES

Exercices - Nombres complexes : corrigé. Formes algébriques et trigonométriques, module et argument

Angles orientés et fonctions circulaires ( En première S )

Cours3. Applications continues et homéomorphismes. 1 Rappel sur les images réciproques

Problème 1 : applications du plan affine

«Aucune investigation humaine ne peut être qualifiée de science véritable si elle ne peut être démontrée mathématiquement.

1S Modèles de rédaction Enoncés

Diviser un nombre décimal par 10 ; 100 ; 1 000

EXERCICES DE REVISIONS MATHEMATIQUES CM2

Seconde MESURER LA TERRE Page 1 MESURER LA TERRE

Continuité et dérivabilité d une fonction

Items étudiés dans le CHAPITRE N5. 7 et 9 p 129 D14 Déterminer par le calcul l'antécédent d'un nombre par une fonction linéaire

Paris et New-York sont-ils les sommets d'un carré?

Si un quadrilatère a. Si un quadrilatère a. Si un quadrilatère a. Si un quadrilatère a. ses côtés opposés. ses côtés opposés de. deux côtés opposés

Baccalauréat S Nombres complexes Index des exercices sur les complexes de septembre 1999 à juin 2012 Tapuscrit : DENIS VERGÈS

Deux disques dans un carré

Date : Tangram en carré page

Baccalauréat L spécialité, Métropole et Réunion, 19 juin 2009 Corrigé.

SOCLE COMMUN - La Compétence 3 Les principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique

Introduction à l étude des Corps Finis

Les TICE en cours de Mathématiques au collège. Quelques pistes de travail pour les classes de 6 ème, 5 ème et 4 ème

Cercle trigonométrique et mesures d angles

Soit la fonction affine qui, pour représentant le nombre de mois écoulés, renvoie la somme économisée.

La géométrie du triangle III IV - V Cercles remarquables - Lieux géométriques - Relations métriques

Eté LIVRET de RÉVISIONS en MATHÉMATIQUES

Exercices de géométrie

Chapitre 3. Quelques fonctions usuelles. 1 Fonctions logarithme et exponentielle. 1.1 La fonction logarithme

Proposition de programmes de calculs en mise en train

Activités numériques [13 Points]

AC AB. A B C x 1. x + 1. d où. Avec un calcul vu au lycée, on démontre que cette solution admet deux solutions dont une seule nous intéresse : x =

Chapitre 2 : Vecteurs

Statistique : Résumé de cours et méthodes

REPRESENTER LA TERRE Cartographie et navigation

Texte Agrégation limitée par diffusion interne

EVALUATIONS MI-PARCOURS CM2

Cours d Analyse. Fonctions de plusieurs variables

Durée de L épreuve : 2 heures. Barème : Exercice n 4 : 1 ) 1 point 2 ) 2 points 3 ) 1 point

F411 - Courbes Paramétrées, Polaires

MAT2027 Activités sur Geogebra

Chapitre 0 Introduction à la cinématique

I. Ensemble de définition d'une fonction

3 Approximation de solutions d équations

Construction d un cercle tangent à deux cercles donnés.

Problèmes de Mathématiques Filtres et ultrafiltres

DURÉE DU JOUR EN FONCTION DE LA DATE ET DE LA LATITUDE

Géométrie dans l espace

6. Les différents types de démonstrations

DOCM Solutions officielles = n 2 10.

Fonctions homographiques

Tâche complexe produite par l académie de Clermont-Ferrand. Mai 2012 LE TIR A L ARC. (d après une idée du collège des Portes du Midi de Maurs)

La fonction exponentielle

Dérivées d ordres supérieurs. Application à l étude d extrema.

Préparation au CAP Installateur sanitaire (Incluant modules dépannage chaudières et chauffe-eau solaire / thermodynamique)

Planche n o 22. Fonctions de plusieurs variables. Corrigé

Quelques contrôle de Première S

Ch.G3 : Distances et tangentes

Manuel de l utilisateur

LE PRODUIT SCALAIRE ( En première S )

Séquence 2. Repérage dans le plan Équations de droites. Sommaire

Priorités de calcul :

Trois personnes mangent dans un restaurant. Le serveur

Chaînes de Markov au lycée

Chapitre 14. La diagonale du carré

Géométrie dans l espace Produit scalaire et équations

Transcription:

OURS DE MTHÉMTIQUES Seconde Valère ONNET (postmaster@mathsaulycee.info) 20 décembre 2006 Lycée PONTUS DE TYRD 13 rue des Gaillardons 71100 HLON SUR SÔNE Tél. : (33) 03 85 46 85 40 Fax : (33) 03 85 46 85 59 FRNE

2 PONTUS DE TYRD 2006-2007 2 e X

Table des matières VII Triangles isométriques, triangles semblables 5 VII.1 Orientation du plan...................................... 5 VII.2 Triangles isométriques.................................... 5 VII.2.1 Définition et propriétés................................ 5 VII.2.2 as d isométries de deux triangles......................... 7 VII.2.3 Exercices résolus.................................... 7 VII.3 Triangles semblables..................................... 9 VII.3.1 Exemple fondamental................................. 9 VII.3.2 Définition et propriétés................................ 9 VII.3.3 Proportionnalité.................................... 10 VII.3.4 as de similitude de deux triangles......................... 12 VII.3.5 Exercice résolu..................................... 12 3

4 Table des matières PONTUS DE TYRD 2006-2007 2 e X

hapitre VII Triangles isométriques, triangles semblables VII.1 Orientation du plan + Orienter le plan, c est choisir un sens positif, ou direct, de parcours des cercles du plan. Par convention on choisit le sens trigonométrique, c est-à-dire le sens contraire des aiguilles d une montre, comme sens positif. insi est un triangle de sens direct alors que DEF est un triangle de sens indirect. D F E FIG. VII.1 Orientations du plan VII.2 VII.2.1 Triangles isométriques Définition et propriétés DÉFINITION VII.2.1 Deux triangles isométriques sont deux triangles dont les côtés sont deux à deux de même longueur. Remarques 1. Dire que les triangles et sont isométriques signifie que : = = =. 2. Si les triangles et d une part et et d autre part sont isométriques ; alors les triangles et sont isométriques. Exemples 1. est un triangle isocèle en, H le milieu de []. lors H et H sont isométriques (l un est image de l autre par la symétrie d axe (H)). 2. DEFG est un parallélogramme de centre I. DIG et FIE sont isométriques. H E D I FIG. VII.2 Exemples de triangles isométriques F G Exercice VII.2.1. iter deux autres triangles isométriques apparaissant sur le parallélogramme DEFG de la figure VII.2. 5

6 VII. Triangles isométriques, triangles semblables Remarques 1. Les triangles H et H sont isométriques et orientés en des sens contraires, on dit qu ils sont indirectement isométriques. 2. Les triangles GID et EIF sont isométriques et orientés dans le même sens, on dit qu ils sont directement isométriques. Exercice VII.2.2. onstruire les points G et H tels que, sur la figure VII.3, les triangles et DEG soient directement isométriques ; les triangles et DEH soient indirectement isométriques. D E FIG. VII.3 onstruction de triangles isométriques THÉORÈME VII.2.1 (DMIS) Si et sont deux triangles isométriques, alors : = = = FIG. VII.4 Deux triangles isométriques ont les mêmes angles Voir figure VII.4. THÉORÈME VII.2.2 Si et sont deux triangles isométriques, alors ils ont même aire. Démonstration H H FIG. VII.5 Deux triangles isométriques ont même aire Soit et deux triangles isométriques (voir figure VII.5), H le pied de la hauteur issue de dans le triangle et H le pied de la hauteur issue de dans le triangle. PONTUS DE TYRD 2006-2007 2 e X

VII.2. Triangles isométriques 7 On sait que = ; = et H= = = H donc, dans les triangles rectangles H et H, on a : H = sin H ; = sin H = H. On en déduit que : aire ( ) = H 2 = H 2 = aire() Remarque Les réciproques des théorèmes VII.2.1 et VII.2.2 sont fausses. VII.2.2 as d isométries de deux triangles THÉORÈME VII.2.3 (DMIS) Pour démontrer que deux triangles sont isométriques, il suffit d établir l une des propositions suivantes. (1) haque côté est de même longueur + que son homologue. (2) L un des angles est égal à son homologue et les côtés adjacents à cet angle sont chacun de même longueur que son homologue. (3) Deux angles sont égaux à leur homologue et l un des côtés est de même longueur que son homologue. + Remarque Le fait d avoir deux côtés de même longueur que leur côté homologue et un angle égal D FIG. VII.6 et D ne sont pas isométriques à son homologue ne suffit pas pour conclure que les deux triangles sont isométriques. Sur la figure VII.6, si on considère les triangles et D, les côtés homologues [] et [] sont de même longueur, les côtés homologues [] et [D] sont de même longueur et les angles homologues et D sont égaux. Pourtant les triangles et D ne sont pas isométriques car les côtés homologues [] et [D] ne sont pas de même longueur. VII.2.3 VII.2.3.a Exercices résolus Démontrer que deux triangles sont isométriques

8 VII. Triangles isométriques, triangles semblables Exercice VII.2.3. est un triangle isocèle en. et sont les milieux respectifs des côtés [] et []. Démontrer, par trois méthodes différentes, que les triangles et sont isométriques. Solution On introduit le point milieu de []. Le triangle est isocèle en, donc ( ) est la médiatrice du segment [] ; par conséquent la symétrie, S, d axe ( ) transforme en. 1 re méthode De plus S ()= et les symétries conservent le milieu, donc S ( )=. On a démontré que S transforme en, en et en ; nous savons de plus que les réflexions conservent la distance entre deux points, donc : =, =, =. Par conséquent les triangles et sont isométriques. 2 e méthode Les angles homologues et sont égaux et les côtés adjacents à, [] et [ ] sont de même longueur que leurs côtés homologues respectifs [] et [ ] ; donc les triangles et sont isométriques. FIG. VII.7 3 e méthode Les angles homologues et sont égaux. Les angles homologues et sont égaux car les réflexions conservent les angles et S transforme en, en et en. Les côtés homologues et sont de même longueur. Les triangles et ont deux angles égaux a leur homologue et un côté de même longueur que son homologue, ils sont donc isométriques. VII.2.3.b Des triangles isométriques pour démontrer Exercice VII.2.4. On reprend les données de l exercice précédent. Démontrer que : =. Solution On a démontrer que les triangles et sont isométriques ; donc les cotés homologues [ ] et [ ] sont de même longueur. PONTUS DE TYRD 2006-2007 2 e X

VII.3. Triangles semblables 9 VII.3 Triangles semblables VII.3.1 Exemple fondamental Sur la figure VII.8, les triangles et sont en situation de THLÈS. On a : = et =, comme angles correspondants. Dans les triangles et les angles homologues sont égaux. On dit que triangles et sont semblables (on dit aussi qu ils ont la même forme). D après le théorème de Thalès, il existe un nombre réel positif k tel que : = = = k. Les côtés homologues des triangles et sont proportionnels. FIG. VII.8 Exemple fondamental VII.3.2 Définition et propriétés DÉFINITION VII.3.1 Deux triangles semblables sont deux triangles tel que tout angle de l un est égal à son homologue dans l autre. Remarques 1. Dire que les triangles et sont semblables = signifie que : = = 2. Des triangles isométriques sont des triangles semblables puisque leurs angles sont égaux deux à deux. Mais FIG. VII.9 Triangles semblables des triangles semblables ne sont pas nécessairement isométriques. 3. Si les triangles et d une part et et d autre part sont semblables ; alors les triangles et sont semblables. THÉORÈME VII.3.1 Pour que deux triangles soient semblables il suffit qu il y ait deux angles égaux à leur homologue. Démonstration On sait que la somme des angles d un triangle est égale à 180 donc si deux triangles ont deux angles égaux à leur homologue, alors le troisième angle est lui aussi égal à son homologue Exemple H H H FIG. VII.10 onfiguration clef

10 VII. Triangles isométriques, triangles semblables Sur la figure VII.10, dans le triangle, rectangle en, H est le pied de la hauteur issue de. On a : H= et H=. Dans le triangle H les angles H et H sont égaux à leur homologue dans le triangle ; les triangles H et sont donc semblables. On a : = H et = H. Dans le triangle les angles et sont égaux à leur homologue dans le triangle H ; les triangles et H sont donc semblables. Les triangles H et H sont tous deux semblables aux triangles, ils sont donc semblables. Remarques 1. Les triangles H et sont semblables et orientés en des sens contraires, on dit qu ils sont indirectement semblables. 2. Les triangles H et H sont semblables et orientés dans le même sens, on dit qu ils sont directement semblables. Exercice VII.3.1. onstruire les points D et E tels que les triangles et D soient directement semblables ; les triangles et E soient indirectement semblables. FIG. VII.11 onstruction de triangles semblables VII.3.3 Proportionnalité THÉORÈME VII.3.2 Deux triangles et sont semblables si et seulement il existe un nombre réel strictement positif k tel que : = = = k. Démonstration FIG. VII.12 Triangles semblables et proportionnalité Soit et deux triangles (voir figure VII.12). On construit sur la demi-droite [ ) le point tel que : = ; et sur la demi-droite [ ) le point tel que : =. PONTUS DE TYRD 2006-2007 2 e X

VII.3. Triangles semblables 11 Théorème direct Si et sont semblables, alors : = ; = et = ; donc les triangles et sont également semblables. On en déduit que les triangles et sont semblables. Ils sont de plus orientés dans le même sens (car [ ) et [ )), ils sont donc directement semblables. Par conséquent les droites ( ) et ( ) sont parallèles. Les triangles et sont en situation de THLÈS donc d après le théorème de THLÈS, il existe un nombre réel positif k tel que : = = = k. est-à-dire : = = = k. Théorème réciproque S il existe un nombre réel positif k tel que : = = = k ; alors on a : = = k ; donc, d après la réciproque du théorème de THLÈS, les triangles et sont en situation de THLÈS (donc semblables) et on déduit que : = = = k. En faisant le quotient membre à membre avec : = = = k ; on obtient : = = = k 1 k ; est-à-dire : = = = 1. Donc les triangles et sont isométriques et par suite semblables. Les triangles et sont semblables à, ils sont donc semblables. Notations et vocabulaire Le nombre k est appelé rapport de similitude qui transforme en. THÉORÈME VII.3.3 Si et sont deux triangles semblables et si k est le rapport de similitude qui transforme en, alors : aire ( ) = k 2 aire(). Démonstration H H FIG. VII.13 Si les longueurs sont multipliées par k, alors les aires le sont par k 2. Soit et deux triangles semblables (voir figure VII.13), k est le rapport de similitude qui transforme en, H le pied de la hauteur issue de dans le triangle et H le pied de la hauteur issue de dans le triangle. On sait que = k ; = k et H= = = H ; donc, dans les triangles rectangles H et H, on a : H = sin H = k sin H = k H. On en déduit que : aire ( ) = H k k H = = k 2 aire() 2 2

12 VII. Triangles isométriques, triangles semblables VII.3.4 as de similitude de deux triangles THÉORÈME VII.3.4 (DMIS) Pour démontrer que deux triangles sont semblables, il suffit d établir l une des propositions suivantes. (1) Deux angles sont égaux à leur homologue. (2) Les longueurs des côté de l un sont proportionnelles à leurs homologues (3) L un des angles est égal à son homologue et les longueurs des côté adjacents à cet angle sont proportionnelles aux longueurs des côtés homologues. VII.3.5 Exercice résolu Exercice VII.3.2. (N) coupe () en M. D est un parallélogramme, N un point du segment [D] distinct de D et. La droite 1. Démontrer que les triangles DN et M sont des triangles semblables. 2. En déduire que DN M= D. Solution M D N FIG. VII.14 Exercice VII.3.2. 1. Dans les triangles DN et M, les angles homologues ND et M sont égaux car alternes internes ; les angles homologues DN et M sont égaux car alternes internes. Donc les triangles DN et M sont semblables. utre méthode On a (D)//(M), donc les triangles DN et MN sont en situation de THLÈS et donc semblables. On a (N)//(), donc les triangles MN et M sont en situation de THLÈS et donc semblables. Donc les triangles DN et M sont semblables. 2. On a donc : D M = DN ; d où l on tire : DN M= D. PONTUS DE TYRD 2006-2007 2 e X