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Triangles emboîtés

Centres étrangers • Juin 2024

Triangles emboîtés

exercice 4

20 min

16 points

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.

mat3_2406_06_01C_01

La figure n’est pas en grandeur réelle

1. Démontrer que le triangle ABE est rectangle.

▶ 2. Calculer la mesure de l’angle ABE^, 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

 1. Démontrer qu’un triangle est rectangle

Utilise la réciproque du théorème de Pythagore, mais fais attention à bien le rédiger !

 2. Calculer la mesure d’un angle dans un triangle rectangle

Utilise une des formules de trigonométrie.

 3. Calculer la longueur du côté d’un triangle

Trouve d’abord la valeur de ED pour pouvoir ensuite utiliser le théorème de Thalès.

 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 cos(ABE^)=EBAB=3,35,5, donc ABE^=arccos3,35,5.

On a alors ABE^53°.

rappel

cosinus=côté adjacenthypoténuse

sinus=côté opposéhypoténuse

tangente=côté opposécôté adjacent

▶ 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 : EAEF=ABFD=EBED, et en remplaçant les longueurs connues 4,4EF=5,5FD=3,3ED.

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 5,5FD=3,39,9 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.

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