Mathématiques 4e - 2022

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Algorithmique et programmation
Dossier Scratch
Partie 1 : Nombres et calculs
Ch. 1
Nombres relatifs
Ch. 2
Addition et soustraction de nombres rationnels
Ch. 3
Multiplication et division de nombres rationnels
Ch. 4
Puissances
Ch. 5
Calcul littéral
Ch. 6
Résolution d'équations
Partie 2 : Organisation et gestion de données, fonctions
Ch. 7
Statistiques
Ch. 8
Probabilités
Ch. 9
Notion de fonctions
Ch. 10
Proportionnalité
Partie 3 : Espace et géométrie
Ch. 11
Théorème de Thalès
Ch. 13
Géométrie plane
Ch. 14
Géométrie dans l'espace
Prolongement
Chapitre 12
Activités

Propriétés des triangles rectangles

12 professeurs ont participé à cette page
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Histoire des maths

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Pythagore

Dans sa jeunesse, Pythagore (580-495 av. J.-C.) aurait remporté toutes les compétitions de pugilat (l'ancêtre de la boxe) lors de jeux olympiques. Il a ensuite voyagé dans de nombreuses régions du monde et en revient avec différents savoirs. Pythagore devient avant tout un philosophe (dont il est l'inventeur du nom) et un réformateur religieux. On doit à sa doctrine l'idée que « tout est nombre » (entier ou rationnel). Il influence alors fortement les domaines de l'arithmétique (nombres parfaits, nombres excessifs, triplets pythagoriciens, etc.), la géométrie, la musique (création de la gamme) et l'astronomie (sphéricité de la Terre).
Le théorème qui porte son nom était en réalité connu avant lui : il existe des tablettes babyloniennes qui montrent son utilisation et on le retrouve également dans le papyrus de Rhind. On ne connaît pas de démonstration de ce théorème de la part de Pythagore et la plus ancienne retrouvée est celle donnée dans les Éléments d'Euclide (environ 300 av. J.-C.).

Sur la tablette babylonienne suivante qui représente un carré de côté \mathbf{30}, les nombres sont écrits en base \mathbf{60}. Cela signifie que \mathbf{1~24~51~10} désigne le nombre \mathbf{1+\frac{24}{60}+\frac{51}{60^{2}}+\frac{10}{60^{3}}} et \mathbf{42~25~35} le nombre \mathbf{42+\frac{25}{60}+\frac{35}{60^{2}}}.

Lequel de ces deux nombres désigne la longueur de la diagonale du carré ?

Placeholder pour Photographie d'une tablette babylonienne.Photographie d'une tablette babylonienne.
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Activité 1
Racine carrée d'un nombre positif

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Objectif
Introduire la racine carrée.

1
a) Calculer 5^2 et (-5)^2.
Le nombre positif qui a pour carré 25 est appelé la racine carrée de 25. Donc 5 est la racine carrée de 25.

b) Calculer 9^2 et (-9)^2 et en déduire la racine carrée de 81.

c) En justifiant, déterminer la racine carrée de 49.

2
Pour calculer une racine carrée à la calculatrice, on utilise la touche \boxed{\sqrt{}}.
a) Taper \sqrt{19} sur la calculatrice. En déduire un arrondi au centième près de la racine carrée de 19 et un encadrement de \sqrt{19} par deux entiers consécutifs.
b) Déterminer un arrondi au millième près de \sqrt{172}.
3
À l'aide de la calculatrice, déterminer \sqrt{6,656~4}, \sqrt{7}, \sqrt{225} et \sqrt{35,2}. Donner la valeur exacte ou approchée au dixième près si nécessaire.
4
Qu'indique la calculatrice lorsque l'on tape \sqrt{-5} ? Comment peut-on l'expliquer ?

Bilan

Comment peut-on définir la racine carrée d'un nombre positif a ?
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Activité 2
Le puzzle de Pythagore

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Objectif
Découvrir le théorème de Pythagore avec les aires.

Tracer un triangle \text{ABC} rectangle en \text{B}. Tracer les trois carrés extérieurs au triangle comme le montre la figure suivante. En prolongeant les côtés du plus grand carré et en découpant suivant les pointillés les deux petits carrés, on obtient cinq pièces qui permettent de recouvrir le grand carré à la manière d'un puzzle.
figure d'exemple d'un triangle ABC avec les trois carrés extérieurs.
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1
Exprimer l'aire de chacun des trois carrés en fonction de \text{AB}, \text{BC} et \text{AC}.
2
Écrire l'égalité obtenue à l'aide du puzzle.
Bilan

Dans un triangle \text{DEF} rectangle en \text{D}, quelle égalité sur les longueurs peut-on écrire ?
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Activité 3
Une démonstration

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Objectif
Démontrer la réciproque du théorème de Pythagore.

On considère un triangle \text{ABC} tel que \text{BC}^2 = \text{AB}^2 + \text{AC}^2. On veut démontrer que le triangle \text{ABC} est rectangle. On a tracé un point \text{C}^{\prime} tel que \text{ABC}^{\prime} est un triangle rectangle en \text{A} et qui vérifie \text{AC} = \text{AC}^{\prime}.

Triangles ABC et ABC'.
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1
En appliquant le théorème de Pythagore dans le triangle \text{ABC}^{\prime}, montrer que \text{BC} = \text{BC}^{\prime}.

2
Démontrer que {\text{(AB)} \perp \text{(CC}^{\prime})}. Que dire alors des points \text{A}, \text{C} et \text{C}^{\prime} ?

Bilan

Que peut-on dire du triangle \text{ABC} ? Énoncer la réciproque du théorème de Pythagore.
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Activité 4
Cosinus d'un angle aigu

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Objectif
Découvrir le vocabulaire lié aux angles aigus d'un triangle rectangle.

1
Tracer un triangle \text{ABC} rectangle en \text{A} tel que \widehat{\text{ACB}}=25^{\circ}.
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2
Quelle est l'hypoténuse du triangle \text{ABC} ? La repasser en rouge.
3
a) Nommer le sommet et les côtés de l'angle \widehat{\text{ACB}}.
b) Un des côtés de l'angle \widehat{\text{ACB}} est déjà colorié. Colorier l'autre en vert. Il s'agit du côté adjacent à \widehat{\text{ACB}} .
Bilan

Quel est le côté adjacent à l'angle \widehat{\text{ABC}} ?
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