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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. 12
Propriétés des triangles rectangles
Ch. 13
Géométrie plane
Ch. 14
Géométrie dans l'espace
Prolongement
Chapitre 11
Activités

Découvrir le chapitre : théorème de Thalès

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Histoire des maths

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Thalès de Milet

Thalès de Milet (625-547 av. J.-C.) est un des Sept Sages de l'Antiquité grecque et son nom est entré dans l'Histoire comme celui du premier savant et du premier mathématicien. C'est après un séjour en Égypte, où il étudie les sciences babyloniennes et égyptiennes, qu'il ramène en Grèce des éléments fondateurs de la géométrie. Cinq théorèmes fondamentaux portent son nom, dont celui enseigné dans ce chapitre sur les longueurs de triangles à côtés parallèles. La légende rapporte qu'il aurait calculé la hauteur de la pyramide de Khéops en mesurant son ombre et en la rapportant à celle d'un bâton planté verticalement dans le sol. Aujourd'hui, dans beaucoup d'autres pays que la France, le théorème le plus connu qui porte son nom est celui du triangle rectangle et de son cercle circonscrit. On ne connaît pas d'écrits de Thalès et la première démonstration retrouvée de son théorème sur les triangles à côtés parallèles est celle donnée 250 ans plus tard par Euclide (environ 300 av. J.-C.) dans le livre VI, proposition 2 des Éléments (une encyclopédie mathématique qui constituera l'une des bases du savoir pendant près de deux millénaires).


Placeholder pour Buste de Thalès de MiletBuste de Thalès de Milet
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Illustration du buste de Thalès de Milet.
Faire un schéma qui illustre la méthode utilisée par Thalès pour mesurer la hauteur de la pyramide de Khéops.

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Activité 1
Deux triangles emboîtés

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Objectif
Découvrir le théorème de Thalès.

Soit \mathrm{ABC} un triangle. \text M est un point situé sur le côté [\mathrm{AB}] et \mathrm{N} est un point situé sur le côté [\mathrm{AC}]. On a alors deux triangles \mathrm{AMN} et \mathrm{ABC} qui sont emboîtés. De plus, (\mathrm{MN}) est parallèle à (\mathrm{BC}). Voici les longueurs des côtés.

Triangle \mathrm{ABC}\mathrm{AB}=10 \mathrm{~cm}\mathrm{AC}=13 \mathrm{~cm}\mathrm{BC}=8 \mathrm{~cm}
Triangle \mathrm{AMN}\mathrm{AM}=2 \mathrm{~cm}\mathrm{AN}=2,6 \mathrm{~cm}\mathrm{MN}=1,6 \mathrm{~cm}

1
S'agit-il d'un tableau de proportionnalité ? Si oui, exprimer son coefficient de proportionnalité à l'aide de trois quotients.
Coup de pouce
Chercher un nombre permettant de passer de la première ligne à la deuxième grâce à une multiplication.

2
Que peut-on alors dire du triangle \text{ABC} par rapport au triangle \text{AMN} ? Justifier.

Placeholder pour Triangle configuration Thalès activité 1Triangle configuration Thalès activité 1
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Bilan

Compléter. Si les triangles \mathrm{AMN} et \mathrm{ABC} sont tels que \mathrm{M}
[\mathrm{AB}], \mathrm{N}
[\mathrm{AC}] et que (\mathrm{MN}) est parallèle à (\mathrm{BC}), alors les longueurs des côtés de \mathrm{AMN} et celles du triangle \mathrm{ABC} sont
. Le coefficient de proportionnalité est l'un des trois quotients
,
, et
qui sont égaux.
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Activité 2
Les apparences sont trompeuses

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Objectif
Vérifier que deux droites ne sont pas parallèles.

Dans la figure ci-après, chaque carreau mesure 1 cm de côté.

1
Mesurer au rapporteur les angles \widehat{\mathrm{MAI}} et \widehat{\mathrm{AGE}} \text {.}

2
Que peut-on alors conjecturer à propos des droites \text {(AI) et (GE)} ?
Coup de pouce
Deux angles correspondants de même mesure sont formés par des droites parallèles et une sécante.

Placeholder pour Trange configuration Thalès, activité 2Trange configuration Thalès, activité 2
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3
En détaillant les calculs, déterminer si les quotients \frac{\mathrm{MA}}{\mathrm{MG}} et \frac{\mathrm{MI}}{\mathrm{ME}} sont égaux.

4
Expliquer pourquoi le théorème de Thalès ne peut pas s'appliquer.

5
Reproduire la figure avec GeoGebra puis utiliser la commande « Angle » pour afficher les valeurs des angles \widehat{\mathrm{MAI}} et \widehat{\mathrm{AGE}} \text {.}
6
Conclure à propos de la conjecture faite à la question 2.

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Bilan

Dans le cas de deux triangles emboîtés, à quelle condition peut-on être sûr que deux droites ne sont pas parallèles ? Ce raisonnement s'appelle un raisonnement par l'absurde.
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Activité 3
Quand l'égalité ne suffit pas

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Objectif
Découvrir une subtilité de la réciproque du théorème de Thalès.

1
On donne la figure ci-après, sur laquelle vous allez pouvoir travailler en utilisant notre outil de dessin.
2
Justifier que \text {(MN) et (BC)} sont parallèles.

3
Calculer la longueur \text {MN}.

4
a. Tracer le cercle de centre \text {M} passant par \text {N}. Ce cercle recoupe le segment \text {[AB]} en \text {P}.
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b. Quelle est la longueur du segment \text {[MP]} ?

5
a. Que peut-on dire des quotients \frac{\mathrm{MP}}{\mathrm{BC}} et \frac{\mathrm{AM}}{\mathrm{AC}} ?

b. Les droites \text {(MP)}  et \text {(BC)} sont-elles parallèles ?

Bilan

On considère un triangle \text {ABC} avec un point \text {M} sur le côté \text {[AC]} et un point \text {P} sur le côté \text {[AB]}.
Si \frac{\mathrm{M P}}{\mathrm{B C}}=\frac{\mathrm{A M}}{\mathrm{A C}}, peut-on toujours conclure que (\mathrm{M P}) / /(\mathrm{B C}) ?
Si non, déterminer une égalité qui permet de toujours conclure que (\mathrm{M P}) / /(\mathrm{B C}).
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