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5e

Représentation de l'espace — Exercices d'application

1. Perspective cavalière

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Exercice 1 — ⭐

  1. Sur une perspective cavalière, comment reconnaît-on une arête cachée ?
  2. Quelle face d’un solide est représentée sans déformation, en vraie grandeur ?
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  1. Une arête cachée, c’est-à-dire une arête du solide qui serait invisible si on le regardait réellement dans cette position, se reconnaît sur le dessin car elle est tracée en pointillés, contrairement aux arêtes visibles tracées en trait plein.
  2. En perspective cavalière, c’est la face de devant (la face avant du solide, celle tournée vers l’observateur) qui est représentée sans déformation, en vraie grandeur, alors que les autres faces sont représentées en oblique et donc déformées.

2. Patrons

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Exercice 2 — ⭐⭐

  1. Combien de faces (carrées) comporte le patron d’un cube ?
  2. Un patron comporte 2 disques et 1 rectangle. De quel solide peut-il s’agir ?
  3. Le patron d’un cylindre comporte un rectangle de largeur 66 cm (correspondant à la hauteur du cylindre) et de longueur 25,1225{,}12 cm. Quel est le rayon de la base de ce cylindre ?
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  1. Un cube possède 66 faces carrées identiques : son patron doit donc lui aussi comporter exactement 66 carrés.
  2. Un solide dont le patron comporte 22 disques (pour les deux bases) et 11 rectangle (qui, une fois enroulé, forme la surface latérale courbe) est un cylindre.
  3. La longueur de ce rectangle est égale à la circonférence de la base : 25,12=2×π×r25{,}12 = 2 \times \pi \times r. Avec π≈3,14\pi \approx 3{,}14, on a 25,12=6,28×r25{,}12 = 6{,}28 \times r, donc r=25,12÷6,28=4r = 25{,}12 \div 6{,}28 = 4 cm.

3. Volume du pavé et du cube

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Exercice 3 — ⭐⭐

  1. Calcule le volume d’un pavé droit de dimensions 77 cm ×\times 44 cm ×\times 33 cm.
  2. Calcule le volume d’un cube d’arête 55 cm.
  3. Un pavé droit a un volume de 120120 cm³, une longueur de 66 cm et une largeur de 55 cm. Calcule sa hauteur.
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  1. Le volume d’un pavé droit se calcule en multipliant ses trois dimensions : 7×4×3=847 \times 4 \times 3 = 84 cm³.
  2. Le volume d’un cube se calcule avec c3c^3 : 53=5×5×5=1255^3 = 5 \times 5 \times 5 = 125 cm³.
  3. On repart de la formule du pavé droit avec la hauteur hh comme inconnue : 6×5×h=1206 \times 5 \times h = 120. On simplifie le produit connu : 30×h=12030 \times h = 120. On isole hh en divisant par 3030 : h=120÷30=4h = 120 \div 30 = 4 cm.

4. Volume du prisme

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Exercice 4 — ⭐⭐⭐

  1. Un prisme droit a une base triangulaire d’aire 1818 cm² et une hauteur de 1212 cm. Calcule son volume.
  2. Un prisme droit a un volume de 200200 cm³ et une hauteur de 88 cm. Calcule l’aire de sa base.
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Le volume d’un prisme droit se calcule en multipliant l’aire de sa base par sa hauteur : V=B×hV = B \times h.

  1. V=18×12=216V = 18 \times 12 = 216 cm³.
  2. On repart de la formule avec l’aire de la base BB comme inconnue : 200=B×8200 = B \times 8. On isole BB en divisant par 88 : B=200÷8=25B = 200 \div 8 = 25 cm².

5. Conversions

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Exercice 5 — ⭐⭐⭐

  1. Convertis 33 dm³ en cm³.
  2. Convertis 45004500 cm³ en dm³.
  3. Convertis 22 L en cm³.
  4. Une piscine a un volume de 88 m³. Combien de litres d’eau peut-elle contenir ? (indice : 1 m3=10001 \text{ m}^3 = 1000 dm³)
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Les unités de volume se convertissent avec un facteur 1 0001\,000 entre deux unités consécutives, et 1 L=1 dm31\,\text{L} = 1\,\text{dm}^3.

  1. On multiplie par 1 0001\,000 pour passer des dm³ (plus grande unité) aux cm³ : 3×1 000=3 0003 \times 1\,000 = 3\,000 cm³.
  2. On divise par 1 0001\,000 pour passer des cm³ aux dm³ : 4 500÷1 000=4,54\,500 \div 1\,000 = 4{,}5 dm³.
  3. Comme 1 L=1 dm3=1 000 cm31\,\text{L} = 1\,\text{dm}^3 = 1\,000\,\text{cm}^3, on a directement : 2 L=2×1 000=2 0002\,\text{L} = 2 \times 1\,000 = 2\,000 cm³.
  4. On convertit d’abord les m³ en dm³ (facteur 1 0001\,000) : 8 m3=8 000 dm38\,\text{m}^3 = 8\,000\,\text{dm}^3. Comme 1 dm3=1 L1\,\text{dm}^3 = 1\,\text{L}, cela représente 8 0008\,000 litres.

6. Aire du disque et cylindre

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Exercice 6 — ⭐⭐⭐⭐ La citerne cylindrique

Une citerne a la forme d’un cylindre de rayon r=2r=2 m et de hauteur h=5h=5 m. On prendra π≈3,14\pi \approx 3{,}14.

  1. Calcule l’aire de la base circulaire.
  2. Calcule le volume de la citerne en m³.
  3. Convertis ce volume en litres.
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  1. L’aire d’un disque se calcule avec la formule A=π×r2A = \pi \times r^2 : A=3,14×22=3,14×4=12,56A = 3{,}14 \times 2^2 = 3{,}14 \times 4 = 12{,}56 m².
  2. Le volume d’un cylindre s’obtient en multipliant l’aire de sa base par sa hauteur, exactement comme pour un prisme : V=12,56×5=62,8V = 12{,}56 \times 5 = 62{,}8 m³.
  3. On convertit d’abord ce volume en dm³ (facteur 1 0001\,000) : 62,8 m3=62 800 dm362{,}8\,\text{m}^3 = 62\,800\,\text{dm}^3. Comme 1 dm3=1 L1\,\text{dm}^3 = 1\,\text{L}, cela représente 62 80062\,800 litres.