Triangles et quadrilatères en fin de cycle 3

Si tu dors et que tu rêves que tu dors, il faut que tu te réveilles deux fois pour te lever.

Jean-Claude Van Damme (Nouveau design ! )

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1 Polygones

1.1 Définitions

Un polygone est une figure fermée limitée par des segments. Ces segments sont les côtés ; leurs points d’intersection sont les sommets.

1.2 Nommer un polygone

Pour nommer un polygone, on part d’un sommet et on cite tous les sommets en suivant les côtés (dans le sens que l’on veut).

1.3 Polygones croisés, polygones simples

Un polygone est croisé lorsque deux de ses côtés se coupent (ci-dessous le quadrilatère croisé ABCD) ; sinon il est simple.

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1.4 Noms de quelques polygones

Sommets Nom Sommets Nom
3 Triangle 10 Décagone
4 Quadrilatère 11 Hendécagone
5 Pentagone 12 Dodécagone
6 Hexagone 13 Tridécagone
7 Heptagone 14 Tétradécagone
8 Octogone 15 Pentadécagone
9 Ennéagone 16 Hexadécagone

2 Les triangles

2.1 Le triangle rectangle

Un triangle rectangle est un triangle qui a un angle droit.

Construction « simple » — Construire ABC rectangle en A tel que \(AB = 3\) cm et \(AC = 4\) cm. On connaît les deux côtés de l’angle droit : on les trace perpendiculaires, puis on ferme par \([BC]\).

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Construction « moins simple » — Construire DEF rectangle en D tel que \(DE = 3\) cm et \(EF = 5\) cm. On ne connaît pas les deux côtés de l’angle droit : on trace deux demi-droites perpendiculaires en D (équerre), on place E à la règle, puis F au compas (arc de centre E et de rayon \(EF = 5\) cm).

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2.2 Le triangle isocèle

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Un triangle isocèle est un triangle qui a deux côtés égaux.

Le sommet A (intersection des côtés égaux) est le sommet principal ; le côté opposé \([BC]\) est la base.

La médiatrice de la base est un axe de symétrie du triangle isocèle : elle est perpendiculaire à la base en son milieu et passe par le sommet principal. On en déduit que les angles de base sont égaux : \(\widehat{ABC} = \widehat{ACB}\).

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Construction — après avoir tracé la base, on obtient le sommet principal à l’intersection de deux arcs de cercle de même rayon centrés sur les extrémités de la base. On pense à coder les deux côtés égaux.

2.3 Le triangle équilatéral

Un triangle équilatéral est un triangle qui a ses trois côtés égaux.

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Ses trois médiatrices sont des axes de symétrie ; ses trois angles sont égaux (ils mesurent \(60°\)).

Construction — après avoir tracé un côté, on obtient le sommet opposé à l’intersection de deux arcs de cercle de même rayon centrés sur les extrémités de ce côté. On pense à coder les côtés égaux.

3 Les quadrilatères

3.1 Le rectangle

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Un rectangle est un quadrilatère qui a quatre angles droits.

Les côtés opposés sont parallèles et de même longueur. Les diagonales ont la même longueur et le même milieu.

Construction — si on connaît deux côtés consécutifs, l’équerre suffit ; si on connaît un côté et une diagonale, on utilise le compas.

3.2 Le losange

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Un losange est un quadrilatère qui a ses quatre côtés égaux.

Les diagonales sont des axes de symétrie : elles sont perpendiculaires et ont le même milieu. Les côtés opposés sont parallèles et égaux ; les angles opposés sont égaux.

3.3 Le carré

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Un carré est à la fois un rectangle et un losange.

Un carré possède donc toutes les propriétés du rectangle et du losange : quatre angles droits, quatre côtés égaux, diagonales perpendiculaires, de même longueur et de même milieu.

Officiel :

1. Reconnaître et nommer les figures géométriques usuelles

  • Triangles : Équilatéral, isocèle, rectangle. Identifier leurs propriétés : côtés égaux, angles spécifiques, etc.
  • Quadrilatères : Carré, rectangle, losange, parallélogramme, trapèze. Connaître leurs propriétés : parallélisme, diagonales.

2. Tracer des figures à partir de leurs propriétés

  • Utiliser des instruments comme la règle, l’équerre et le compas.
  • Construire des triangles avec des conditions sur leurs côtés ou leurs angles.
  • Tracer des quadrilatères en respectant des propriétés spécifiques (parallélisme, longueurs, etc.).

3. Utiliser le vocabulaire mathématique

  • Décrire avec précision : côtés parallèles, angles droits, axes de symétrie, etc.
  • Justifier une reconnaissance ou une construction à l'aide d'arguments simples.

4. Résolution de problèmes

  • Calculer des périmètres et des aires de triangles et quadrilatères.
  • Identifier des figures particulières selon leurs caractéristiques.

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