SÉRIE D’EXERCICES COMPLÈTE – MATHÉMATIQUES
Chapitre 5 : Pythagore & Trigonométrie
Géométrie du Triangle Rectangle – Niveau 3AC
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 \(RT = 12 \text{ cm}\).
- Faire une figure à main levée.
- Calculer la longueur exacte du côté \(ST\).
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 \(LM = 9 \text{ cm}\).
- Écrire l’égalité de Pythagore.
- Calculer la longueur \(MN\).
Objectif : Prouver qu’un triangle est (ou n’est pas) rectangle.
Les mesures suivantes correspondent-elles à des triangles rectangles ? Justifier.
- Triangle 1 : \(AB = 6 \text{ cm}\), \(AC = 8 \text{ cm}\), \(BC = 10 \text{ cm}\).
- Triangle 2 : \(DE = 7 \text{ cm}\), \(DF = 5 \text{ cm}\), \(EF = 9 \text{ cm}\).
- Triangle 3 : \(IJ = \sqrt{2} \text{ cm}\), \(JK = \sqrt{2} \text{ cm}\), \(IK = 2 \text{ cm}\).
Objectif : Identifier Hypoténuse, Opposé et Adjacent.
Dans le triangle \(ABC\) rectangle en \(B\) :
- Quel est le côté adjacent à l’angle \(\widehat{BAC}\) ?
- Quel est le côté opposé à l’angle \(\widehat{BAC}\) ?
- Quel est l’hypoténuse ?
- Écrire les formules de \(\cos(\widehat{A})\), \(\sin(\widehat{A})\) et \(\tan(\widehat{A})\) avec les lettres de la figure.
Objectif : Utiliser Sin, Cos ou Tan pour trouver une longueur.
Soit \(EFG\) un triangle rectangle en \(E\) tel que :
\(EF = 6 \text{ cm}\) et \(\widehat{EFG} = 40^\circ\).
- Faire un schéma.
- Pour l’angle \(\widehat{F}\), que représente le côté \(EF\) ? Et le côté \(FG\) ?
- Calculer la longueur de l’hypoténuse \(FG\) (arrondir au dixième).
- Calculer la longueur \(EG\) en utilisant la tangente (ou Pythagore ensuite).
Objectif : Utiliser Arccos, Arcsin ou Arctan.
Soit \(RST\) un triangle rectangle en \(S\) tel que :
\(RS = 5 \text{ cm}\) et \(RT = 9 \text{ cm}\).
- Calculer la mesure de l’angle \(\widehat{SRT}\) (arrondir au degré).
- En déduire la mesure de l’angle \(\widehat{STR}\) sans utiliser la trigonométrie.
Objectif : Utiliser \(\cos^2 + \sin^2 = 1\) et \(\tan = \sin/\cos\).
Soit \(x\) la mesure d’un angle aigu tel que \(\cos(x) = 0,8\).
- Calculer \(\sin(x)\) (valeur exacte).
- En déduire \(\tan(x)\).
- Simplifier l’expression \(A = (\cos x + \sin x)^2 – 2 \sin x \cos x\).
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.
- À quelle hauteur (arrondie au cm) l’échelle touche-t-elle le mur ?
- Quel angle (arrondi au degré) l’échelle forme-t-elle avec le sol ?
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 \(OB = 8 \text{ cm}\).
- Quelle est la nature du triangle \(OAB\) ? (Justifier avec la propriété de la tangente).
- Calculer la longueur \(AB\).
- Calculer la mesure de l’angle \(\widehat{AOB}\).
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.
