GÉOMÉTRIE
Utiliser la géométrie plane pour démontrer
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Polynésie française • Septembre 2019
Exercice 4 • 14 points
Ailes d'un moulin à vent décoratif
On s'intéresse aux ailes d'un moulin à vent décoratif de jardin. Elles sont représentées par la figure ci-dessous :
On donne :
BCDE, FGHI, JKLM et PQRS sont des rectangles superposables.
C, B, A, J, K d'une part et G, F, A, P, Q d'autre part sont alignés.
AB = AF = AJ = AP.
▶ 1. Quelle transformation permet de passer du rectangle FGHI au rectangle PQRS ?
▶ 2. Quelle est l'image du rectangle FGHI par la rotation de centre A d'angle 90o dans le sens inverse des aiguilles d'une montre ?
▶ 3. Soit V un point de [EB] tel que BV = 4 cm.
On donne :
AB = 10 cm et AC = 30 cm.
Attention la figure n'est pas construite à la taille réelle.
a) Justifier que (DC) et (VB) sont parallèles.
b) Calculer DC.
c) Déterminer la mesure de l'angle . Arrondir au degré près.
Les clés du sujet
Points du programme
Transformations • Théorème de Thalès • Trigonométrie.
Nos coups de pouce
▶ 1. Revois la définition de la symétrie centrale.
▶ 2. Revois la définition de la rotation.
▶ 3. a) Utilise une propriété des rectangles.
b) Applique le théorème de Thalès.
c) Calcule dans le triangle VAB rectangle en B.
conseil
Pour répondre aux 2 premières questions, fais une figure soignée en utilisant une règle graduée, un rapporteur, une équerre et un compas.
▶ 1. Les points C, B, A, J, K d'une part et les points G, F, A, P, Q d'autre part sont alignés ; le point A est le milieu des segments [FP], [GQ], [HR] et [IS], donc le rectangle PQRS est l'image du rectangle FGHI par la symétrie de centre A.
▶ 2. AJ = AF, AK = AG, AL = AH, AM = AI.
= = = = 90°.
Pour aller de F à J en décrivant un angle de 90°, on tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Il en est de même pour aller de G à K, de H à L et de I à M.
Donc le rectangle JKLM est l'image du rectangle FGHI par la rotation de centre A, d'angle 90° dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
▶ 3. a) Le quadrilatère BCDE est un rectangle, donc les droites (DC) et (EB) sont parallèles.
Le point V est situé sur le segment [EB], donc les droites (DC) et (VB) sont parallèles.
b) Les points A, B, C sont alignés dans le même ordre que les points A, V, D. De plus les droites (DC) et (VB) sont parallèles. Nous pouvons appliquer le théorème de Thalès et écrire : .
Nous obtenons ou encore, en faisant le produit en croix :
.
c) Dans le triangle VAB rectangle en B :
.
BV = 4 cm et BA = 10 cm, donc .
La calculatrice donne, au degré près : = 22°.
Les angles et ont la même mesure, donc, au degré près :
.