SÉRIE D’EXERCICES COMPLÈTE – MATHÉMATIQUES
Chapitre 8 : Triangles Isométriques & Semblables
Géométrie Euclidienne – Niveau 3AC
Objectif : Maîtriser le vocabulaire.
Répondre par Vrai ou Faux :
- Deux triangles isométriques sont toujours semblables.
- Deux triangles semblables sont toujours isométriques.
- Si deux triangles ont leurs trois angles égaux deux à deux, alors ils sont isométriques.
- Si deux triangles ont leurs trois côtés de même longueur, alors ils sont isométriques.
Objectif : Identifier les cas d’égalité sur une figure.
On sait que \(AB = DE\), \(AC = DF\) et \(\widehat{BAC} = \widehat{EDF}\).
- Quel cas d’isométrie permet d’affirmer que les triangles \(ABC\) et \(DEF\) sont isométriques ? (CCC, CAC ou ACA ?)
- En déduire l’égalité des autres éléments (côté et angles).
Objectif : Utiliser les propriétés des transformations.
Soit \(ABC\) un triangle et \(M\) le milieu de \([BC]\).
Soit \(A’\) le symétrique de \(A\) par rapport à \(M\).
- Faire une figure.
- Montrer que les triangles \(ABM\) et \(A’CM\) sont isométriques.
(Indice : Utiliser les angles opposés par le sommet et les longueurs égales par symétrie). - En déduire que \(AB = A’C\) et que \((AB) // (A’C)\).
Objectif : Utiliser la propriété de la médiatrice (CCC).
Soit \([AB]\) un segment et \((d)\) sa médiatrice. Soit \(M\) un point de \((d)\).
- Comparer les longueurs \(MA\) et \(MB\).
- Soit \(I\) le milieu de \([AB]\). Comparer les triangles \(AMI\) et \(BMI\). (Quel cas utiliser ?)
- En déduire que \((d)\) est la bissectrice de l’angle \(\widehat{AMB}\).
Objectif : Le cas le plus fréquent (2 angles égaux).
Soit \(ABC\) un triangle tel que \(\widehat{A} = 40^\circ\) et \(\widehat{B} = 60^\circ\).
Soit \(EFG\) un triangle tel que \(\widehat{E} = 40^\circ\) et \(\widehat{F} = 80^\circ\).
- Calculer l’angle \(\widehat{C}\) dans le triangle \(ABC\).
- Calculer l’angle \(\widehat{G}\) dans le triangle \(EFG\).
- Les triangles \(ABC\) et \(EFG\) sont-ils semblables ? Justifier.
Objectif : Vérifier les rapports de longueurs.
On considère deux triangles :
- Triangle 1 : côtés 3 cm, 4 cm, 6 cm.
- Triangle 2 : côtés 4,5 cm, 6 cm, 9 cm.
- Ranger les côtés de chaque triangle dans l’ordre croissant.
- Calculer les rapports des côtés correspondants.
- Ces triangles sont-ils semblables ? Si oui, quel est le coefficient d’agrandissement ?
Objectif : Lien entre Thalès et Similitude.
Les droites \((AB)\) et \((CD)\) sont parallèles. Les droites \((AC)\) et \((BD)\) se coupent en \(O\).
- Citer deux paires d’angles égaux (Alternes-internes / Opposés par le sommet).
- En déduire que les triangles \(OAB\) et \(OCD\) sont semblables.
- Écrire l’égalité des rapports de similitude.
Objectif : Utiliser les angles inscrits.
Soient \(A, B, C, D\) quatre points sur un cercle dans cet ordre. Les droites \((AC)\) et \((BD)\) se coupent en \(I\).
- Montrer que \(\widehat{ABD} = \widehat{ACD}\) (Angles inscrits).
- Montrer que \(\widehat{BAC} = \widehat{BDC}\).
- En déduire que les triangles \(IAB\) et \(IDC\) sont semblables.
- Écrire l’égalité des rapports : \(\frac{IA}{ID} = \frac{IB}{IC} = \frac{AB}{CD}\). En déduire que \(IA \times IC = IB \times ID\).
Objectif : Manipuler le rapport de similitude.
Le triangle \(T’\) est un agrandissement du triangle \(T\) de rapport \(k = 3\).
- Si un côté de \(T\) mesure 5 cm, combien mesure le côté correspondant de \(T’\) ?
- Si l’aire de \(T\) est \(12 \text{ cm}^2\), quelle est l’aire de \(T’\) ? (Attention au carré du rapport !).
- Si le périmètre de \(T’\) est 60 cm, quel est le périmètre de \(T\) ?
Objectif : Similitude dans le triangle rectangle.
Soit \(ABC\) un triangle rectangle en \(A\). Soit \([AH]\) la hauteur issue de \(A\) (H est sur \([BC]\)).
- Montrer que les triangles \(ABC\) et \(HBA\) sont semblables. (Chercher un angle commun et un angle droit).
- Montrer que les triangles \(ABC\) et \(HAC\) sont semblables.
- En déduire que \(AH^2 = HB \times HC\).
