Série d’Exercices : Pythagore et Trigonométrie (3AC)

SÉRIE D’EXERCICES COMPLÈTE – MATHÉMATIQUES

Chapitre 5 : Pythagore & Trigonométrie

Géométrie du Triangle Rectangle – Niveau 3AC

Exercice 1 : Pythagore Direct (Calcul d’Hypoténuse)

Objectif : Utiliser la propriété directe pour calculer le plus long côté.

Soit \(RST\) un triangle rectangle en \(R\).

On donne : \(RS = 5 \text{ cm}\) et \(RT = 12 \text{ cm}\).

  1. Faire une figure à main levée.
  2. Calculer la longueur exacte du côté \(ST\).
Exercice 2 : Pythagore Direct (Calcul d’un côté de l’angle droit)

Objectif : Manipuler l’égalité de Pythagore pour retrouver un petit côté.

Soit \(LMN\) un triangle rectangle en \(M\).

On donne l’hypoténuse \(LN = 15 \text{ cm}\) et \(LM = 9 \text{ cm}\).

  1. Écrire l’égalité de Pythagore.
  2. Calculer la longueur \(MN\).
Exercice 3 : Réciproque de Pythagore (Nature du triangle)

Objectif : Prouver qu’un triangle est (ou n’est pas) rectangle.

Les mesures suivantes correspondent-elles à des triangles rectangles ? Justifier.

  1. Triangle 1 : \(AB = 6 \text{ cm}\), \(AC = 8 \text{ cm}\), \(BC = 10 \text{ cm}\).
  2. Triangle 2 : \(DE = 7 \text{ cm}\), \(DF = 5 \text{ cm}\), \(EF = 9 \text{ cm}\).
  3. Triangle 3 : \(IJ = \sqrt{2} \text{ cm}\), \(JK = \sqrt{2} \text{ cm}\), \(IK = 2 \text{ cm}\).
Exercice 4 : Vocabulaire Trigonométrique

Objectif : Identifier Hypoténuse, Opposé et Adjacent.

A B C

Dans le triangle \(ABC\) rectangle en \(B\) :

  1. Quel est le côté adjacent à l’angle \(\widehat{BAC}\) ?
  2. Quel est le côté opposé à l’angle \(\widehat{BAC}\) ?
  3. Quel est l’hypoténuse ?
  4. Écrire les formules de \(\cos(\widehat{A})\), \(\sin(\widehat{A})\) et \(\tan(\widehat{A})\) avec les lettres de la figure.
Exercice 5 : Calcul de longueur (Trigonométrie)

Objectif : Utiliser Sin, Cos ou Tan pour trouver une longueur.

Soit \(EFG\) un triangle rectangle en \(E\) tel que :

\(EF = 6 \text{ cm}\) et \(\widehat{EFG} = 40^\circ\).

  1. Faire un schéma.
  2. Pour l’angle \(\widehat{F}\), que représente le côté \(EF\) ? Et le côté \(FG\) ?
  3. Calculer la longueur de l’hypoténuse \(FG\) (arrondir au dixième).
  4. Calculer la longueur \(EG\) en utilisant la tangente (ou Pythagore ensuite).
Exercice 6 : Calcul d’angle (Trigonométrie)

Objectif : Utiliser Arccos, Arcsin ou Arctan.

Soit \(RST\) un triangle rectangle en \(S\) tel que :

\(RS = 5 \text{ cm}\) et \(RT = 9 \text{ cm}\).

  1. Calculer la mesure de l’angle \(\widehat{SRT}\) (arrondir au degré).
  2. En déduire la mesure de l’angle \(\widehat{STR}\) sans utiliser la trigonométrie.
Exercice 7 : Relations Trigonométriques

Objectif : Utiliser \(\cos^2 + \sin^2 = 1\) et \(\tan = \sin/\cos\).

Soit \(x\) la mesure d’un angle aigu tel que \(\cos(x) = 0,8\).

  1. Calculer \(\sin(x)\) (valeur exacte).
  2. En déduire \(\tan(x)\).
  3. Simplifier l’expression \(A = (\cos x + \sin x)^2 – 2 \sin x \cos x\).
Exercice 8 : Problème Concret (Échelle)

Objectif : Modéliser une situation réelle.

Une échelle de 5 mètres est posée contre un mur vertical. Le pied de l’échelle est éloigné de 1,5 mètre du mur.

  1. À quelle hauteur (arrondie au cm) l’échelle touche-t-elle le mur ?
  2. Quel angle (arrondi au degré) l’échelle forme-t-elle avec le sol ?
Exercice 9 : Synthèse (Cercle et Tangente)

Objectif : Mélanger les propriétés du cercle et la trigonométrie.

Soit un cercle \((C)\) de centre \(O\) et de rayon \(R = 4 \text{ cm}\).
Soit \(A\) un point du cercle. La tangente au cercle en \(A\) coupe une droite passant par \(O\) au point \(B\).
On donne \(OB = 8 \text{ cm}\).

  1. Quelle est la nature du triangle \(OAB\) ? (Justifier avec la propriété de la tangente).
  2. Calculer la longueur \(AB\).
  3. Calculer la mesure de l’angle \(\widehat{AOB}\).
Exercice 10 : Défi (Hauteur inaccessible)

Objectif : Double application de la trigonométrie.

Un observateur voit le sommet d’un immeuble sous un angle de \(25^\circ\).
Il avance de 50 mètres vers l’immeuble et voit maintenant le sommet sous un angle de \(40^\circ\).

Calculer la hauteur de l’immeuble (on néglige la taille de l’observateur).

Indication : Faire un schéma avec deux triangles rectangles imbriqués et exprimer la hauteur \(h\) de deux manières différentes.

Fin de la Série d’Exercices – Niveau 3ème Année Collège