S’entraîner
Utiliser la géométrie plane pour démontrer
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mat3_2406_06_01C
Centres étrangers • Juin 2024
Triangles emboîtés
exercice 4
Sur la figure ci-dessous :
• les points E, A et F sont alignés ;
• les points E, B et D sont alignés ;
• les droites (FD) et (AB) sont parallèles ;
• AE = 4,4 cm ; EB = 3,3 cm ; AB = 5,5 cm et BD = 6,6 cm.

La figure n’est pas en grandeur réelle
▶ 1. Démontrer que le triangle ABE est rectangle.
▶ 2. Calculer la mesure de l’angle , arrondie au degré.
▶ 3. Calculer la longueur FD.
▶ 4. Une homothétie de centre E transforme le triangle EAB en le triangle EFD.
Quel est le rapport de cette homothétie ?
Aucune justification n’est attendue.
Les clés du sujet
L’intérêt du sujet
Cet exercice permet de revoir la majorité des grands théorèmes de géométrie. Idéal pour réviser !
Nos coups de pouce, question par question
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▶ 1. Démontrer qu’un triangle est rectangle |
Utilise la réciproque du théorème de Pythagore, mais fais attention à bien le rédiger ! |
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▶ 2. Calculer la mesure d’un angle dans un triangle rectangle |
Utilise une des formules de trigonométrie. |
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▶ 3. Calculer la longueur du côté d’un triangle |
Trouve d’abord la valeur de ED pour pouvoir ensuite utiliser le théorème de Thalès. |
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▶ 4. Déterminer les caractéristiques d’une homothétie |
Sur quel côté de EDF est envoyé [EB] par cette homothétie ? Calcule alors le rapport d’homothétie grâce à cette indication. |
▶ 1. Le plus grand côté de AEB est [AB] donc AB2 = 5,52 = 30,25.
D’autre part, AE2 + EB2 = 4,42 + 3,32 = 30,25.
Donc AB2 = AE2 + EB2 et, d’après la réciproque du théorème de Pythagore, AEB est rectangle en E.
▶ 2. Le triangle ABE est rectangle en E, donc on peut utiliser les formules de trigonométrie. Comme on connaît toutes les longueurs de ce triangle, on peut utiliser les trois formules de trigonométrie.
Par exemple , donc .
On a alors .
rappel
▶ 3. Dans les triangles EBA et EDF on a : E, A et F sont alignés ; E, B et D sont alignés et (AB) est parallèle à (FD).
On peut utiliser le théorème de Thalès : , et en remplaçant les longueurs connues .
Vu que E, B et D sont alignés dans cet ordre, alors : ED = EB + BD = 3,3 cm + 6,6 cm = 9,9 cm.
On en déduit que donc FD = 5,5 × 9,9 ÷ 3,3 = 16,5 cm.
▶ 4. Cette homothétie envoie le côté [EB] sur le côté correspondant [ED].
Si on note k le rapport d’homothétie, alors ED = k × EB soit k = ED ÷ EB, donc k = 9,9 ÷ 3,3 = 3.
On en déduit que le rapport d’homothétie k est égal à 3.