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Géométrie plane

Amérique du Nord • Juin 2022

Géométrie plane

exercice 1

30 min

22 points

La figure ci-dessous n’est pas à l’échelle.

Les points M, A et S sont alignés.

Les points M, T et H sont alignés.

MH = 5 cm.

MS = 13 cm.

MT = 7 cm.

mat3_2206_02_00C_01

1. Démontrer que la longueur HS est égale à 12 cm.

2. Calculer la longueur AT.

3. Calculer la mesure de l’angle HMS^. On arrondira le résultat au degré près.

4. Parmi les transformations suivantes, quelle est celle qui permet d’obtenir le triangle MAT à partir du triangle MHS ?

Dans cette question, aucune justification n’est attendue.

Tableau de 1 lignes, 5 colonnes ;Corps du tableau de 1 lignes ;Ligne 1 : Une symétrie centrale; Une symétrie axiale; Une rotation; Une translation; Une homothétie;

5. Sachant que la longueur MT est 1,4 fois plus grande que la longueur HM, un élève affirme : « L’aire du triangle MAT est 1,4 fois plus grande que l’aire du triangle MHS. »

Cette affirmation est-elle vraie ?

On rappelle que la réponse doit être justifiée.

 

Les clés du sujet

L’intérêt du sujet

Cet exercice, très complet, te permet de revoir tous les théorèmes importants de géométrie plane.

Nos coups de pouce, question par question

Tableau de 5 lignes, 2 colonnes ;Corps du tableau de 5 lignes ;Ligne 1 : ▶ 1. Appliquer le théorème de Pythagore; Comment peux-tu calculer une longueur dans un triangle rectangle ?; Ligne 2 : ▶ 2. Utiliser le théorème de Thalès; À quel théorème deux triangles opposés par le sommet te font-ils penser ? Vérifie que les conditions sont bien remplies.; Ligne 3 : ▶ 3. Calculer la mesure d’un angle; Utilise une des formules cosinus, sinus ou tangente dans le triangle rectangle HMS.; Ligne 4 : ▶ 4. Identifier une transformation du plan; Quelle transformation permet de réduire/agrandir une figure ?; Ligne 5 : ▶ 5. Connaître l’effet d’un agrandissement sur les aires; Par combien les aires sont-elles multipliées lors d’un agrandissement ?;

1. Le triangle HSM est rectangle en H donc, d’après le théorème de Pythagore :

HS2 + HM2 = MS2

rappel

C’est l’hypoténuse qui est le côté isolé dans la formule de Pythagore.

HS2 + 52 = 132

HS2 + 25 = 169

HS2 = 169 – 25 = 144

HS = 144=12 cm.

2. Les droites (HT) et (AS) sont sécantes en M. De plus, les droites (HS) et (AT) sont parallèles car deux droites perpendiculaires à une même droite sont parallèles entre elles.

Donc, d’après le théorème de Thalès :

MHMT=MSMA=HSTA, soit 57=13MA=12AT.

Par le produit en croix, on obtient :

AT = 7×125=16,8 cm.

3. Le triangle HMS est rectangle en H donc :

cosHMS^= côté adjacent à HMS^hypoténuse=HMMS=513.

Alors, au degré près, HMS^=arccos51367°.

4. C’est une homothétie qui permet d’obtenir le triangle MAT à partir du triangle MHS.

5. C’est faux. En effet, dans un agrandissement/réduction de rapport k, les aires sont multipliées par k2. Donc, dans ce cas, l’aire est multipliée par 1,42 = 1,96.

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