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Triangles — Entraînement type évaluation

Pour un entraînement qui sert vraiment à quelque chose : pas de cours sous les yeux, une feuille et un crayon. Note-toi ensuite avec le corrigé.

Barème indicatif : 20 points.

Exercice 1 (4 points) — Somme des angles

  1. Un triangle a des angles de 48°48° et 97°97°. Calcule le troisième. (1 point)
  2. Un triangle a deux angles égaux de 72°72° chacun. Calcule le troisième. (1 point)
  3. Un triangle a un angle droit et un angle de 34°34°. Calcule le troisième. (1 point)
  4. Peut-on avoir un triangle avec deux angles obtus ? Justifie. (1 point)
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Dans tout triangle, la somme des trois angles vaut toujours 180°180°.

  1. 180°−48°−97°=35°180° - 48° - 97° = 35°.
  2. 180°−72°−72°=36°180° - 72° - 72° = 36°.
  3. Un angle droit mesure 90°90° : 180°−90°−34°=56°180° - 90° - 34° = 56°.
  4. Non. Deux angles obtus mesurent chacun plus de 90°90°, donc leur somme dépasserait déjà 180°180° à eux deux, sans même compter le troisième angle : c'est impossible dans un triangle, dont la somme totale des trois angles vaut exactement 180°180°.

Exercice 2 (4 points) — Construire un triangle

  1. Peut-on construire un triangle de côtés 44 cm, 55 cm et 1010 cm ? Justifie. (1 point)
  2. Peut-on construire un triangle de côtés 77 cm, 88 cm et 1010 cm ? Justifie. (1 point)
  3. Un triangle a deux côtés de 66 cm et 99 cm. Entre quelles valeurs doit être compris le troisième côté ? (1 point)
  4. Décris en une phrase la méthode pour construire un triangle connaissant un côté et les deux angles à ses extrémités. (1 point)
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Un triangle ne peut exister que si chaque côté est strictement inférieur à la somme des deux autres (inégalité triangulaire).

  1. On vérifie les deux plus petits côtés : 4+5=94 + 5 = 9, ce qui est inférieur à 1010. L'inégalité triangulaire n'est pas respectée : ce triangle ne peut pas être construit.
  2. On vérifie les trois inégalités : 7+8=15>107+8=15>10 ; 7+10=17>87+10=17>8 ; 8+10=18>78+10=18>7. Toutes sont respectées : ce triangle peut être construit.
  3. Le troisième côté cc doit être strictement inférieur à la somme des deux autres (6+9=156+9=15) et strictement supérieur à leur différence (9−6=39-6=3) : 3 cm<c<15 cm3\,\text{cm} < c < 15\,\text{cm}.
  4. On trace le côté connu à la règle, puis, à chacune de ses deux extrémités, on trace l'angle donné à l'aide du rapporteur : le troisième sommet du triangle se trouve à l'intersection des deux demi-droites ainsi obtenues.

Exercice 3 (4 points) — Médiatrices et types de triangles

  1. Que représente le point d'intersection des médiatrices d'un triangle ? (1 point)
  2. Un triangle a un angle de 92°92°. De quel type est-il, et où se trouve le centre de son cercle circonscrit ? (1 point)
  3. Un triangle a un angle droit. Où se trouve exactement le centre de son cercle circonscrit ? (1 point)
  4. Un triangle a trois angles de 60°60°. De quel type est-il, et où se trouve le centre de son cercle circonscrit ? (1 point)
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  1. Le point d'intersection des médiatrices d'un triangle est le centre du cercle circonscrit à ce triangle : il est à égale distance des trois sommets.
  2. Un angle de 92°92° est obtus (strictement supérieur à 90°90°) : ce triangle est donc obtusangle, et son centre du cercle circonscrit se trouve à l'extérieur du triangle.
  3. Dans un triangle rectangle, le centre du cercle circonscrit se trouve exactement au milieu de l'hypoténuse (le côté opposé à l'angle droit).
  4. Trois angles de 60°60° sont tous aigus (strictement inférieurs à 90°90°) : ce triangle est donc acutangle, et son centre du cercle circonscrit se trouve à l'intérieur du triangle.

Exercice 4 (4 points) — Aire d'un triangle

  1. Un triangle a une base de 1414 cm et une hauteur de 99 cm. Calcule son aire. (1 point)
  2. Un triangle a une aire de 4040 cm² et une hauteur de 88 cm. Calcule sa base. (1 point)
  3. Un triangle rectangle a des côtés de l'angle droit de 66 cm et 77 cm. Calcule son aire. (1 point)
  4. Un rectangle de 1010 cm sur 66 cm est partagé en deux triangles identiques par une de ses diagonales. Quelle est l'aire de chacun de ces deux triangles ? (1 point)
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L'aire d'un triangle se calcule avec la formule A=base×hauteur2A = \dfrac{\text{base} \times \text{hauteur}}{2}.

  1. A=14×92=1262=63A = \dfrac{14 \times 9}{2} = \dfrac{126}{2} = 63 cm².
  2. On repart de la formule avec la base bb comme inconnue : 40=b×8240 = \dfrac{b \times 8}{2}. On multiplie les deux côtés par 22 : 80=8×b80 = 8 \times b. On divise par 88 : b=10b = 10 cm.
  3. Les deux côtés de l'angle droit d'un triangle rectangle sont perpendiculaires : l'un sert de base, l'autre de hauteur relative à cette base. A=6×72=422=21A = \dfrac{6 \times 7}{2} = \dfrac{42}{2} = 21 cm².
  4. L'aire du rectangle est 10×6=6010 \times 6 = 60 cm². Une diagonale le partage en deux triangles superposables (de même aire) : chacun a donc pour aire 60÷2=3060 \div 2 = 30 cm². On retrouve d'ailleurs le même résultat avec la formule du triangle : 10×62=30\dfrac{10 \times 6}{2} = 30 cm².

Exercice 5 (4 points) — Hauteurs et médianes

Un triangle ABCABC a une aire de 5454 cm². MM est le milieu de [BC][BC].

  1. Quelle est l'aire du triangle ABMABM ? (1 point)
  2. Quelle est l'aire du triangle ACMACM ? (1 point)
  3. Sachant que BC=12BC = 12 cm, quelle est la hauteur du triangle ABCABC relative à [BC][BC] ? (1 point)
  4. Combien un triangle possède-t-il de hauteurs, et combien de médianes ? Les trois hauteurs et les trois médianes se coupent-elles forcément au même point ? (1 point)
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Le triangle ABCABC a une aire de 5454 cm², et MM est le milieu de [BC][BC].

  1. La médiane [AM][AM] partage toujours le triangle en deux triangles de même aire : l'aire de ABMABM est donc la moitié de l'aire totale, soit 54÷2=2754 \div 2 = 27 cm².
  2. Pour la même raison, l'aire de ACMACM est également 2727 cm².
  3. On applique la formule de l'aire avec BCBC comme base : 54=12×h254 = \dfrac{12 \times h}{2}, donc 108=12×h108 = 12 \times h, d'où h=108÷12=9h = 108 \div 12 = 9 cm.
  4. Un triangle possède trois hauteurs et trois médianes. Les trois hauteurs sont concourantes (elles se coupent toutes en un même point), et les trois médianes le sont également chacune de leur côté — mais ce n'est pas nécessairement le même point : les hauteurs se coupent en un point qui leur est propre, différent en général de celui où se coupent les médianes.