les théorèmes de 6ème 5ème 4ème et 3ème
Transcription
les théorèmes de 6ème 5ème 4ème et 3ème
COLLEGE ROLAND DORGELES 75018 PARIS GEOMETRIE EN 3ème Démontrer qu'un point est le milieu d’un segment..........................................................................2 Démontrer qu'un point est le centre du cercle circonscrit d’un triangle .........................................3 Démontrer qu'un point est le centre du cercle inscrit d’un triangle ................................................3 Démontrer que deux droites sont parallèles.....................................................................................4 Démontrer que deux droites sont perpendiculaires..........................................................................5 Démontrer qu'une droite est une médiane .......................................................................................6 Démontrer qu'une droite est une hauteur.........................................................................................6 Démontrer qu'une droite est une tangente d’un cercle.....................................................................6 Démontrer qu'une droite est une médiatrice....................................................................................7 Démontrer qu'une demi-droite est une bissectrice...........................................................................8 Démontrer qu'un triangle est isocèle................................................................................................9 Démontrer qu'un triangle est équilatéral..........................................................................................9 Démontrer qu'un triangle est rectangle .........................................................................................10 Démontre qu'un quadrilatère est un parallélogramme...................................................................11 Démontrer qu'un quadrilatère est un rectangle..............................................................................12 Démontrer qu'un quadrilatère est un losange.................................................................................13 Démontrer qu'un quadrilatère est un carré ....................................................................................14 Démontrer que deux segments ont la même longueur...................................................................15 Calculer la longueur d'un segment................................................................................................16 Démontrer que deux angles ont la même mesure..........................................................................17 Calculer la mesure d'un angle.......................................................................................................18 Utiliser la trigonométrie.................................................................................................................19 Utiliser la symétrie par rapport à une droite..................................................................................20 Utiliser la symétrie par rapport à un point.....................................................................................20 Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Démontrer qu'un point est le milieu d’un segment Définition (6°) Le milieu d’un segment est le point du segment qui est équidistant de ses extrémités I point de [AB] Définition (5°) Deux points A et B sont symétriques par rapport à un point O signifie que O est le milieux du segment [AB] I est un point de [AB] et IA = IB Donc I est le milieu de [AB] A et B sont symétriques par rapport au point O Donc O est le milieu de [AB] Définition (6°) La médiatrice d’un segment est la droite perpendiculaire à ce segment qui passe par son milieu La droite (d) est la médiatrice du segment [AB] Donc (d) passe par le milieu de [AB] (d) est la médiatrice de [AB] Définition (5°) Une médiane d’un triangle est une droite qui passe par un sommet et le milieu du côté opposé. La droite (d) est la médiane issue de C du triangle ABC Donc (d) passe par le milieu de [AB] (d) est la médiane issue de C Propriété (5°) Si un quadrilatère est un parallélogramme alors ses diagonales ont le même milieu. ABCD est un parallélogramme Théorème (4°) Si une droite passe par le milieu d'un côté d'un triangle parallèlement à un autre côté alors elle coupe le troisième côté en son milieu Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Le quadrilatère ABCD est un parallélogramme Donc Les diagonales [AC] et [BD] ont le même milieu. La droite (EF) passe par le milieu E de [AB] parallèlement à (BC) Donc La droite (EF) passe par le milieu de [AC] (EF) // (BC) Démontrer qu'un point est le centre du cercle circonscrit d’un triangle Propriété (5°) Le centre du cercle circonscrit d’un triangle est le point de concours des médiatrices du triangle Propriété (4°) Si un triangle est rectangle alors le centre de son cercle circonscrit est milieu de l’hypoténuse Les médiatrices des segments [AB] et [BC] sont sécantes en O Donc O est le centre du cercle circonscrit du triangle ABC Le triangle ABC est rectangle en A Donc Le centre du cercle circonscrit du triangle ABC est le milieu O de [BC] Démontrer qu'un point est le centre du cercle inscrit d’un triangle Propriété (4°) Le centre du cercle inscrit dans un triangle est le point de concours des trois bissectrices du triangle Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Les bissectrices issues de A et B sont sécantes en I Donc I est le centre du cercle inscrit dans le triangle ABC Démontrer que deux droites sont parallèles Propriété (6°) Si deux droites sont parallèles à une même droite alors elles sont parallèles (d1) // (d3) et (d2) // (d3) Donc (d1) // (d2) (d1) // (d3) et (d2) // (d3) Propriété (6°) Si deux droites sont perpendiculaires à une même droite alors elles sont parallèles (d1) ┴ (d3) et (d2) ┴ (d3) Donc (d1) // (d2) Propriété (5°) Si deux droites coupées par une sécante déterminent deux angles alternes-internes de même mesure, alors ces deux droites sont parallèles a et b sont alternes-internes et a = b Donc (d1) // (d2) Propriété (5°) Si deux droites coupées par une sécante déterminent deux angles correspondants de même mesure, alors ces deux droites sont parallèles a et b sont correspondants et a = b Donc (d1) // (d2) Définition (5°) Un parallélogramme est un quadrilatère qui a ses côtés opposés parallèles ABCD est un parallélogramme Donc (AB) // (DC) ABCD est un parallélogramme Propriété (4°) Si une droites passe par les milieux de deux côtés d’un triangle alors elle est parallèle au troisième côté Théorème (3°) ( Réciproque de Thalès ) Si les points A,M,B sont alignés dans cet ordre si les points A,N,C sont alignés dans cet ordre AM AN si = AB AC I est le milieu de [AB] J est le milieu de [AC] Donc (IJ) // (BC) A, M, B sont alignés dans cet ordre A, N, C sont alignés dans cet ordre AM =…. AB AN =…… AC On constate que AM AN = AB AC alors (MN) est parallèle à (BC) Collège Roland Dorgelès 75018 Paris AM AN = AB AC Donc (D’après la réciproque du théorème de Thalès) (MN) // (BC) Démontrer que deux droites sont perpendiculaires Propriété (6°) Si deux droites sont parallèles et qu’une troisième droite est perpendiculaire à l’une alors elle est perpendiculaire à l’autre. (d1) // (d2) (d3) ┴ (d1) Donc (d3) ┴ (d2) (d1) // (d2) Définition (6°) La médiatrice d’un segment est la droite perpendiculaire à ce segment en son milieu (d) est la médiatrice de [AB] Donc (d) ┴ (AB) (d) est la médiatrice de [AB] Définition (5°) Une hauteur d’un triangle est une droite qui passe par un sommet et qui est perpendiculaire au côté opposé (d) est la hauteur issue de C Propriété (6°) Si un quadrilatère est un losange alors ses diagonales sont perpendiculaires. (d) est la hauteur du triangle ABC issue de C Donc (d) ┴ (AB) ABCD est un losange Donc (AC) ┴ (BD) Propriété (6°) Si un quadrilatère est un cerf-volant alors ses diagonales sont perpendiculaires. ABCD est un cerf-volant Donc (AC) ┴ (BD) Définition (4°) A est un point d’un cercle de centre O. La tangente au cercle au point A est la droite perpendiculaire au rayon [OA] au point A (d) est la tangente au cercle de centre O au point A Donc (d) ┴ (OA) Collège Roland Dorgelès 75018 Paris O est le centre de cercle Démontrer qu'une droite est une médiane Définition (5°) Une médiane d’un triangle est une droite qui passe par un sommet et le milieu du côté opposé Propriété (4°) Si un triangle est isocèle alors la hauteur , la médiane, la bissectrice issues du sommet principal la médiatrice de la base sont confondues (AI) passe par le sommet A et le milieu I de [BC] Donc (AI) est la médiane issue de A du triangle ABC (d) hauteur issue de A Le triangle ABC est isocèle en A (d) est la hauteur issue de A Donc (d) est aussi la médiane issue de A Démontrer qu'une droite est une hauteur Définition (5°) Une hauteur d’un triangle est une droite qui passe par un sommet et qui est perpendiculaire au côté opposé Propriété (4°) Si un triangle est isocèle alors la hauteur , la médiane, la bissectrice issues du sommet principal la médiatrice de la base sont confondues La droite (AP) passe par A et est perpendiculaire à (BC) Donc (AP) est la hauteur issue de A (d) médiane issue de A Le triangle ABC est isocèle en A (d) est la médiane issue de A Donc (d) est aussi la hauteur issue de A Démontrer qu'une droite est une tangente d’un cercle Définition (4°) A est un point d’un cercle de centre O. La tangente au cercle au point A est la droite perpendiculaire au rayon [OA] au point A (d) est perpendiculaire au rayon [OA] en A Donc (d) est la tangente au cercle de centre O au point A O est le centre de cercle Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Démontrer qu'une droite est une médiatrice Définition (6°) La médiatrice d’un segment est la droite perpendiculaire à ce segment qui passe par son milieu (d) est perpendiculaire à (AB) (d) passe par le milieu I de [AB] Donc (d) est la médiatrice de [AB] Propriété (6°) Si un point est équidistant de deux extrémités d’un segment alors il appartient à la médiatrice de ce segment Propriété (4°) Si un triangle est isocèle alors la hauteur , la médiane, la bissectrice issues du sommet principal la médiatrice de la base sont confondues MA = MB et NA = NB Donc M et N appartiennent à la médiatrice de [AB] Donc (MN) est la médiatrice de [AB] Le triangle ABC est isocèle en A, (d) est la hauteur issue de A Donc (d) est aussi la médiatrice de [BC] (d) médiane (par exemple) Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Démontrer qu'une demi-droite est une bissectrice Définition (6°) La bissectrice d’un angle est la demi-droite qui partage cet angle en deux angles adjacents de même mesure z = zO y xO Donc [Oz) est la bissectrice de l’angle y xO Propriété (4°) Si un point situé entre les côtés d’un angle est équidistant des côtés de l’angle alors il appartient à la bissectrice de cet angle Le point M est équidistant des côtés [Ox) et [Oy) Donc M appartient à la bissectrice de y l’angle x O Donc OM est la bissectrice de l’angle y xO Propriété Les bissectrices d’un triangle sont concourantes Propriété (4°) Si un triangle est isocèle alors la hauteur , la médiane, la bissectrice issues du sommet principal la médiatrice de la base sont confondues Les bissectrices [BI) et [CI ) sont sécantes en I Donc [AI) est la troisième bissectrice Le triangle ABC est isocèle en A, (d) est la médiane issue de A Donc (d) est aussi la bissectrice issue de A (d) médiane par exemple Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Démontrer qu'un triangle est isocèle Définition (6°) Un triangle isocèle est un triangle qui a deux côtés de même longueur AB = AC Donc Le triangle ABC est isocèle en A Propriété (6°) Si un triangle a deux angles de même mesure alors c’est un triangle isocèle A B C = A C B Donc Le triangle ABC est isocèle en A Démontrer qu'un triangle est équilatéral Définition (6°) Un triangle équilatéral est un triangle qui a ses trois côtés de même longueur Propriété (5°) Si les trois angles d’un triangle mesurent 60° alors c’est un triangle équilatéral Collège Roland Dorgelès 75018 Paris AB = AC = BC Donc Le triangle ABC est équilatéral. = 60° A B C = A C B = B AC Donc Le triangle ABC est équilatéral Démontrer qu'un triangle est rectangle Définition (6°) Un triangle rectangle est un triangle qui a un angle droit A C B = 90° Donc le triangle ABC est rectangle en C A C B = 90° Propriété (5°) Si un triangle a deux angles complémentaires alors c’est un triangle rectangle + A B C = 90 ° B AC Donc le triangle ABC est rectangle en C + A B C = 90 ° B AC Théorème (4°) Si un triangle est inscrit dans un cercle de diamètre un côté du triangle alors le triangle est rectangle Le triangle ABC est inscrit dans le cercle de diamètre [AB] Donc le triangle ABC est rectangle en C Théorème (4°) Si dans un triangle une médiane issue d’un sommet a pour longueur la moitié de la longueur du côté opposé à ce sommet alors le triangle est rectangle Théorème (4°) (Réciproque de Pythagore) Si dans un triangle le carré d’un côté est égal à la somme des carrés des deux autres côtés alors le triangle est rectangle La médiane CI a pour longueur la moitié de AB AB IC = 2 Donc le triangle ABC est rectangle en C AB² =….. AC² + BC² =…. On constate que AB² = AC² + BC² AB² = AC² + BC² Donc (D’après la réciproque de Pythagore) Le triangle ABC est rectangle en C Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Démontre qu'un quadrilatère est un parallélogramme Définition (5°) Un parallélogramme est un quadrilatère qui a ses côtés opposés parallèles (AB) // (DC) (AD) // (BC) Donc ABCD est un parallélogramme (AB) // (DC) et (AD) // (BC) Propriété (5°) Si un quadrilatère a ses diagonales de même milieu alors c’est un parallélogramme. Les diagonales [AC] et [DB] ont le même milieu O Donc ABCD est un parallélogramme Propriété (5°) Si un quadrilatère (non croisé) a ses côtés opposés de même longueur, alors c’ est un parallélogramme. AB = DC AD = BC Donc ABCD est un parallélogramme Propriété (5°) Si un quadrilatère (non croisé) a deux côtés parallèles et de même longueur alors c’ est un parallélogramme. (AB) // (DC) AB = DC Donc ABCD est un parallélogramme (AB) // (DC) Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Démontrer qu'un quadrilatère est un rectangle Propriété (6°) Si un quadrilatère a trois angles droits alors ce quadrilatère est un rectangle D A B C et Les angles B A C sont droits AD Donc ABCD est un rectangle. Propriété (5°) Si un quadrilatère a ses diagonales de même milieu et de même longueur alors c’est un rectangle Les diagonales [AC] et [BD] ont le même milieu O et sont de même longueur. Donc ABCD est un rectangle Propriété (5°) Si un parallélogramme a ses diagonales même longueur alors c’est un rectangle ABCD est un parallélogramme et AC = BD Donc ABCD est un rectangle ABCD est un parallélogramme Propriété (5°) Si un parallélogramme a un angle droit alors c’est un rectangle ABCD est un parallélogramme D = 90° et B A Donc ABCD est un rectangle ABCD est un parallélogramme Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Démontrer qu'un quadrilatère est un losange Définition(6°) Un losange est un quadrilatère qui a ses quatre côtés de même longueur AB = BC = CD = AD Donc ABCD est un losange Propriété (5°) Si un quadrilatère a ses diagonales de même milieu et perpendiculaires alors c’est un losange Les diagonales [AC] et [BD] ont le même milieu et sont perpendiculaires Donc ABCD est un rectangle Propriété (5°) Si un parallélogramme a ses diagonales perpendiculaires alors c’est un losange ABCD est un parallélogramme et ses diagonales (AC) et (BD) sont perpendiculaires Donc ABCD est un losange ABCD est un parallélogramme Propriété (5°) Si un parallélogramme a deux côtés consécutifs de même longueur alors c’est un losange ABCD est un parallélogramme et AB = AD Donc ABCD est un losange ABCD est un parallélogramme Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Démontrer qu'un quadrilatère est un carré Propriété (5°) Si un quadrilatère a ses diagonales de même milieu perpendiculaires et de même longueur alors c’est un carré Les diagonales [AC] et [BD] ont le même milieu O (AC) ┴ (BD) AC = BD Donc ABCD est un carré Propriété (5°) Si un parallélogramme a ses diagonales perpendiculaires et de même longueur alors c’est un carré ABCD est un parallélogramme et (AC) ┴ (BD) AC = BD Donc ABCD est un carré ABCD est un parallélogramme Propriété ( 5°) Si un rectangle a deux côtés consécutifs de même longueur alors c’est un carré ABCD est un rectangle et AB = AD Donc ABCD est un carré ABCD est un rectangle Propriété (5°) Si un losange a un angle droit alors c’est un carré ABCD est un losange D = 90° BA Donc ABCD est un carré ABCD est un losange Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Démontrer que deux segments ont la même longueur Propriété (6°) Si un point appartient à la médiatrice d’un segment alors il est équidistant des extrémités de ce segment Le point M appartient à la médiatrice de [AB] Donc MA = MB Propriété (4°) Si un point appartient à la bissectrice d’un angle alors il est équidistant des côtés de et angle Le point M appartient à la bissectrice de l’angle Donc MT = MR (d) bissectrice de l’angle Définition (6°) Un triangle isocèle est un triangle qui a deux côtés de même longueur Le triangle ABC est isocèle en C Donc CA = CB ABC isocèle en C Propriété (5°) Si un quadrilatère est un parallélogramme alors ses côtés opposés sont de même longueur ABCD est parallélogramme Donc AB = DC ABCD parallélogramme Propriété (5°) Si un quadrilatère est un rectangle alors ses diagonales sont de même longueur ABCD est un rectangle Donc AC = BD ABCD rectangle Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Calculer la longueur d'un segment Théorème (4°) (Théorème de Thalès) Si A,M,B sont alignés si A,N,C sont alignés et si (MN) // (BC) alors AM AN MN = = AB AC BC (MN) // (BC) Théorème (3°) (Théorème de Thalès) Si A,M,B sont alignés si A,N,C sont alignés et si (MN) // (BC) alors AM AN MN = = AB AC BC (MN) // (BC) Théorème (4°) (Théorème de Pythagore) Si un triangle est rectangle alors le carré de l’hypoténuse est égale a la somme des carrés des côtés de l’angle droit A, M, B sont alignés A, N, C sont alignés (MN) // (BC) Donc (D’après le théorème de Thalès) AM AN MN = = AB AC BC M, A , B sont alignés N, A, C sont alignés (MN) // (BC) Donc (D’après le théorème de Thalès) AM AN MN = = AB AC BC Le triangle ABC est rectangle en A Donc(D’après le théorème de Pythagore) BC² = AB² + AC² Théorème(4°) Si un segment joint les milieux de deux côtés d’un triangle alors il a pour longueur la moitié du troisième côté M est le milieu de [AB] N est le milieu de [AC] Donc Théorème (4°) Si un triangle est rectangle alors la médiane issue de l’angle droit a pour longueur la moitié de l’hypoténuse Le triangle ABC est rectangle en A et M est le milieu de [BC] Donc Collège Roland Dorgelès 75018 Paris MN = AM = BC 2 BC 2 Démontrer que deux angles ont la même mesure Définition (6°) La bissectrice d’un angle est la demi-droite qui partage cet angle en deux angles adjacents de même mesure y [Ou) bissectrice de x O Propriété (6°) Si un triangle est isocèle alors les deux angles à la base sont de même mesure ABC isocèle en A Propriété (5°) Si deux angles sont opposés par le sommet alors ils ont la même mesure La triangle ABC est isocèle en A Donc A B C = A C B z et t O y sont Les angles x O opposés par le sommet O Donc z = t O y xO Propriété (5°) Si deux droites parallèles sont coupées par une sécante alors les angles alternes-internes qu’elles déterminent sont de même mesure (d1) // (d2) Propriété (5°) Si deux droites parallèles sont coupées par une sécantes alors les angles correspondants qu’elles déterminent sont de même mesure Propriété (5°) Si un quadrilatère est un parallélogramme alors les angles opposés ont la même mesure [Ou) est la bissectrice de l’angle y xO Donc u = u O y xO (d1) // (d2) les angles a et b sont alternes-internes et (d1) // (d2) Donc: a = b Les angles a et b sont correspondants et (d1) // (d2) Donc a = b ABCD est un parallélogramme Donc D = B C D BA ABCD parallélogramme Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Calculer la mesure d'un angle Propriété (5°) La somme des angles d’un triangle est égale à 180° La somme des angles du triangle ABC est égale à 180° Donc =180° A B C + A C B + B AC Propriété(5°) Si un triangle est rectangle alors ses deux angles aigus sont complémentaires Le triangle ABC est rectangle est rectangle en A Donc A B C + A C B = 90° Propriété(5°) Si un triangle est équilatéral alors ses angles mesurent 60° Le triangle ABC est équilatéral Donc = 60° A B C = A C B = B AC Propriété(5°) Si un triangle est rectangle et isocèle alors ses angles aigus mesurent 45° Propriété (5°) Si un quadrilatère est un parallélogramme alors deux angles consécutifs sont supplémentaires Le triangle ABC est rectangle et isocèle en A Donc A B C = A C B = 45° ABCD est un parallélogramme Donc D A B + A B C =180° ABCD parallélogramme Théorème (3°) Si deux angles inscrits dans un cercle interceptent un même arc alors ils ont la même mesure B et A N B sont Les angles A M inscrits au cercle et interceptent le même arc AB Donc B = A N B AM Théorème(3°) Si un angle inscrit dans un cercle et un angle au centre interceptent un même arc alors la mesure de l’angle inscrit est égale à la moitié de la mesure de l’angle au centre B inscrit au cercle L’angle A M B et l’angle au centre A O interceptent le même arc AB Donc B B = 1 AO AM 2 O centre du cercle Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Utiliser la trigonométrie Définition (4°) Dans un triangle rectangle le cosinus d’un angle aigu est le quotient de la longueur du côté adjacent à l’angle par la longueur de l’hypoténuse Le triangle ABC est rectangle en A Donc BA cos A B C = BC Définition (3°) Dans un triangle rectangle le sinus d’un angle aigu est le quotient de la longueur du côté opposé à l’angle par la longueur de l’hypoténuse Le triangle ABC est rectangle en A Donc AC sin A B C = BC Définition (3°) Dans un triangle rectangle la tangente d’un angle aigu est le quotient de la longueur du côté opposé à l’angle par la longueur du côté adjacent Le triangle ABC est rectangle en A Donc AC tan A B C = AB Collège Roland Dorgelès 75018 Paris Utiliser la symétrie par rapport à une droite Définition (6°) A et B sont symétriques par rapport à une droite (d) signifie que (d) est la est la médiatrice du segment [AB] A et B sont symétriques par rapport à (d) Donc (d) est la médiatrice de [AB] Donc: (d) ┴ (AB) et I est le milieu de [AB] Propriété (6°) Si deux segments sont symétriques par rapport à une droite alors ils sont de la même longueur Les segments [AB] et [A’B’] sont symétriques par rapport à la droite (d) Donc AB = A’B’ Propriété (6°) Si deux angles sont symétriques par rapport à une droite alors ils ont la même mesure Les angles sont symétriques par rapport à la droite (d) Donc a = b Les angles sont symétriques Utiliser la symétrie par rapport à un point Définition (5°) Deux points A et B sont symétriques par rapport à un point O signifie que O est le milieux du segment [AB] Propriété (5°) Si deux segments sont symétriques par rapport à un point alors ils sont de la même longueur Propriété (5°) Si deux angles sont symétriques par rapport à un point alors ils ont la même mesure A et B sont symétriques par rapport au point O Donc O est le milieu de [AB] Les segments [AB] et [A’B’] sont symétriques par rapport au point O Donc AB = A’B’ Les angles sont symétriques Propriété (5°) Si deux droites sont symétriques par rapport un point alors elles sont parallèles Les angles sont symétriques par rapport au point O Donc a = b (d) et (d’) sont symétriques par rapport au point O Donc (d) et (d’) sont parallèles (d) et (d’) symétriques par rapport à O Collège Roland Dorgelès 75018 Paris