Construction CAC : reconnaître un triangle équilatéral

On considère le triangle $ ABC $ tel que $ AB = 5 $ cm, $ AC = 5 $ cm et $ \widehat{BAC} = 60° $.

  1. Construire ce triangle. Indiquer les étapes de la construction.
  2. Mesurer la longueur $ BC $ et donner la nature présumée du triangle $ ABC $.
  3. Démontrer cette nature en utilisant les propriétés des angles d'un triangle.

Corrigé

  1. La construction utilise la méthode CAC (deux côtés et l'angle compris).

    1. Tracer $ [AB] $ de longueur $ 5 $ cm.
    2. Au rapporteur, placé en $ A $, tracer une demi-droite formant un angle de $ 60° $ avec $ [AB] $.
    3. Sur cette demi-droite, placer le point $ C $ tel que $ AC = 5 $ cm.
    4. Tracer le segment $ [BC] $.
  2. À la règle graduée, on mesure $ BC = 5 $ cm. Les trois côtés du triangle ont la même longueur : le triangle $ ABC $ semble être équilatéral.
  3. Le triangle $ ABC $ vérifie $ AB = AC = 5 $ cm, donc il est isocèle en $ A $.
    Les deux angles à la base sont alors de même mesure :
    $ \widehat{ABC} = \widehat{ACB} $.

    La somme des trois angles d'un triangle vaut $ 180° $ :
    $ \widehat{ABC} + \widehat{ACB} = 180 - 60 = 120 $.

    Comme les deux angles à la base sont égaux :
    $ \widehat{ABC} = \widehat{ACB} = 120 \div 2 = 60° $.

    Les trois angles du triangle mesurent $ 60° $, donc le triangle $ ABC $ est équilatéral. On a bien $ BC = AB = AC = 5 $ cm.

Pour réviser : Utiliser les propriétés d'un triangle particulier.

Reconnaître la nature d’un triangle

Pour chacun des triangles suivants, donner sa nature (isocèle, équilatéral, rectangle ou quelconque) et calculer la mesure demandée.

  1. Le triangle $ ABC $ vérifie $ AB = 5 $ cm, $ AC = 5 $ cm et $ BC = 7 $ cm. Préciser sa nature et le sommet principal.
  2. Le triangle $ DEF $ vérifie $ DE = DF = EF = 6 $ cm. Donner sa nature et la mesure de chacun de ses angles.
  3. Le triangle $ GHI $ vérifie $ \widehat{GHI} = 90° $ et $ \widehat{HGI} = 35° $. Donner sa nature et calculer la mesure de l'angle $ \widehat{HIG} $.
  4. Le triangle $ JKL $ vérifie $ \widehat{JKL} = 70° $, $ \widehat{KLJ} = 70° $ et $ JK = 4 $ cm. Donner sa nature et préciser la longueur d'un autre côté.

Corrigé

  1. Les côtés $ [AB] $ et $ [AC] $ ont la même longueur, donc le triangle $ ABC $ est isocèle en $ A $. Le sommet principal est $ A $ et la base est $ [BC] $.
  2. Les trois côtés du triangle $ DEF $ ont la même longueur, donc il est équilatéral.
    Tous les angles d'un triangle équilatéral mesurent $ 60° $ :
    $ \widehat{DEF} = \widehat{EFD} = \widehat{FDE} = $ $\mathbf{60°}$.
  3. L'angle $ \widehat{GHI} $ est droit, donc le triangle $ GHI $ est rectangle en $ H $.
    Les deux angles aigus sont complémentaires :
    $ \widehat{HIG} = 90 - 35 $
    $ \widehat{HIG} = $ $\mathbf{55°}$.
  4. Les angles $ \widehat{JKL} $ et $ \widehat{KLJ} $ ont la même mesure, donc le triangle $ JKL $ est isocèle. Le sommet principal est le sommet opposé à la base $ [KL] $, c'est-à-dire $ J $.
    Les deux côtés issus de $ J $ ont la même longueur :
    $ JL = JK = $ $ 4 $ cm.

Pour réviser : Utiliser les propriétés d'un triangle particulier.

Vrai/Faux : Triangles particuliers (vocabulaire et propriétés)

[enonce]
Pour chaque affirmation suivante sur les triangles particuliers (vocabulaire et propriétés), indiquer si elle est Vraie ou Fausse.
[/enonce]

[etape]
Affirmation : Tout triangle équilatéral est isocèle.

[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Un triangle équilatéral a ses trois côtés de même longueur. Il a donc en particulier deux côtés de même longueur, ce qui est précisément la définition d'un triangle isocèle. Le triangle équilatéral est même isocèle « de toutes les manières possibles » (pour chacun des trois sommets).[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Rappel : « équilatéral » impose trois côtés égaux, donc en particulier deux côtés égaux.
Un triangle équilatéral est donc un cas particulier de triangle isocèle.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est vraie. Le triangle équilatéral est un cas particulier (très particulier) de triangle isocèle.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Dans un triangle rectangle, l'hypoténuse est le côté opposé à l'angle droit.

[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
C'est la définition même de l'hypoténuse : dans un triangle rectangle, c'est le côté opposé à l'angle droit. C'est aussi le plus long des trois côtés.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Rappel : l'hypoténuse d'un triangle rectangle est par définition le côté qui ne touche pas l'angle droit (donc opposé à cet angle).[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est vraie. C'est la définition de l'hypoténuse d'un triangle rectangle.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Dans un triangle isocèle, les trois angles sont toujours égaux.

[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Un triangle isocèle a deux angles à la base de même mesure, mais l'angle au sommet est en général différent (sauf si le triangle est aussi équilatéral).
Par exemple, un triangle isocèle d'angle au sommet $40°$ a deux angles à la base de $70°$ chacun, donc les trois angles ne sont pas égaux.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Attention à ne pas confondre isocèle et équilatéral.
Dans un triangle isocèle, seuls deux angles sont égaux (les angles à la base), pas les trois.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est fausse. Dans un triangle isocèle non équilatéral, seuls les deux angles à la base sont égaux.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Si un triangle a deux angles de $60°$, alors il est équilatéral.

[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
Le troisième angle vaut $180° - 60° - 60° = 60°$. Les trois angles sont donc égaux à $60°$, et un triangle dont les trois angles sont égaux est équilatéral.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Calcule le troisième angle : $180° - 60° - 60° = 60°$.
Un triangle aux trois angles égaux est nécessairement équilatéral.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est vraie. Le troisième angle vaut aussi $60°$, donc le triangle a trois angles égaux.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Un triangle peut être à la fois rectangle et isocèle.

[qcm]
[option correct="true"]Vrai[/option]
[option]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Un triangle rectangle isocèle a un angle droit ($90°$) et deux côtés de même longueur (les deux côtés de l'angle droit). Ses deux angles aigus mesurent alors chacun $45°$. Cela existe parfaitement : c'est le « demi-carré ».[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est vraie.
Pense au demi-carré : il a un angle droit et deux côtés égaux.
Ses deux angles aigus valent chacun $45°$.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est vraie. Le triangle rectangle isocèle (demi-carré) a un angle droit et deux côtés de même longueur.
[/solution]
[/etape]

[etape]
Affirmation : Le sommet principal d'un triangle isocèle est toujours le sommet de l'angle le plus grand.

[qcm]
[option]Vrai[/option]
[option correct="true"]Faux[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
Le sommet principal d'un triangle isocèle est le sommet commun aux deux côtés de même longueur, par définition. Cet angle peut être plus grand que les angles à la base (cas obtusangle, ex : $100°$, $40°$, $40°$) ou plus petit (cas aigu, ex : $40°$, $70°$, $70°$). Donc l'angle au sommet n'est pas toujours le plus grand.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non, cette affirmation est fausse.
Le sommet principal est défini par les côtés, pas par les angles.
Un triangle isocèle de côtés très allongés a un sommet principal d'angle petit, et deux angles à la base plus grands.[/reponse]
[/qcm]

[solution]
Cette affirmation est fausse. Le sommet principal est défini comme le sommet commun aux deux côtés égaux ; son angle peut être plus petit ou plus grand que les angles à la base.
[/solution]
[/etape]

QCM : Triangles particuliers (isocèle, équilatéral, rectangle)

[enonce]
Ce QCM porte sur les triangles particuliers : isocèle, équilatéral et rectangle. Pour chaque question, choisir la bonne réponse parmi les 4 propositions.
[/enonce]

[etape]
Le triangle $ABC$ est isocèle en $A$ avec $\widehat{BAC} = 40°$. Quelle est la mesure de l'angle $\widehat{ABC}$ ?
[qcm]
[option]$40°$[/option]
[option correct="true"]$70°$[/option]
[option]$140°$[/option]
[option]$50°$[/option]
[reponse statut="correct"]Bonne réponse !
Dans un triangle isocèle en $A$, les deux angles à la base ($\widehat{ABC}$ et $\widehat{ACB}$) sont égaux.
Comme la somme des angles vaut $180°$, on a $\widehat{ABC} = \dfrac{180° - 40°}{2} = \dfrac{140°}{2} = 70°$.[/reponse]
[reponse motif="$40°$"]Non.
$40°$ est la mesure de l'angle au sommet $\widehat{BAC}$.
Les angles à la base sont différents et il faut les calculer.[/reponse]
[reponse motif="$140°$"]Non.
$140°$ correspond à $180° - 40°$, c'est-à-dire à la somme des deux angles à la base.
Il faut diviser cette somme par deux pour obtenir un seul angle à la base.[/reponse]
[reponse motif="$50°$"]Non.
Cette valeur correspondrait à un calcul $90° - 40°$, qui ne s'applique pas ici.
Pense à utiliser la somme des angles ($180°$) et la propriété des angles à la base.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Utilise la somme des angles d'un triangle et le fait que les deux angles à la base sont égaux.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Le triangle $DEF$ est équilatéral. Quelle est la mesure de l'angle $\widehat{DEF}$ ?
[qcm]
[option]$45°$[/option]
[option]$90°$[/option]
[option correct="true"]$60°$[/option]
[option]$180°$[/option]
[reponse statut="correct"]Exactement !
Dans un triangle équilatéral, les trois angles sont égaux. Comme leur somme vaut $180°$, chaque angle mesure $\dfrac{180°}{3} = 60°$.[/reponse]
[reponse motif="$45°$"]Non.
$45°$ correspond à la moitié d'un angle droit.
Pense plutôt à diviser $180°$ par le nombre d'angles égaux dans un triangle équilatéral.[/reponse]
[reponse motif="$90°$"]Non.
Un angle de $90°$ correspond à un triangle rectangle, pas équilatéral.
Combien d'angles égaux possède un triangle équilatéral ?[/reponse]
[reponse motif="$180°$"]Non.
$180°$ est la somme des trois angles d'un triangle, pas la mesure d'un seul angle.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Un triangle équilatéral a ses trois angles égaux ; calcule chaque angle à partir de la somme $180°$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Le triangle $RST$ est rectangle en $R$ avec $\widehat{RST} = 28°$. Quelle est la mesure de $\widehat{RTS}$ ?
[qcm]
[option]$28°$[/option]
[option]$90°$[/option]
[option correct="true"]$62°$[/option]
[option]$152°$[/option]
[reponse statut="correct"]Bravo !
Dans un triangle rectangle en $R$, les deux angles aigus sont complémentaires : leur somme vaut $90°$.
Donc $\widehat{RTS} = 90° - 28° = 62°$.[/reponse]
[reponse motif="$28°$"]Non.
Les deux angles aigus d'un triangle rectangle ne sont pas forcément égaux.
Ils sont complémentaires : leur somme vaut $90°$.[/reponse]
[reponse motif="$90°$"]Non.
$90°$ est l'angle droit en $R$.
On te demande l'autre angle aigu.[/reponse]
[reponse motif="$152°$"]Non.
$152°$ correspond à $180° - 28°$, ce qui ignore le fait que l'angle en $R$ vaut déjà $90°$.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Dans un triangle rectangle, la somme des deux angles aigus vaut $90°$.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Un triangle $ABC$ a des angles de mesures $50°$, $80°$ et $50°$. Quelle est sa nature ?
[qcm]
[option]Triangle équilatéral[/option]
[option]Triangle rectangle[/option]
[option correct="true"]Triangle isocèle[/option]
[option]Triangle quelconque[/option]
[reponse statut="correct"]Tu as raison !
La somme $50° + 80° + 50° = 180°$ est correcte, et deux angles sont égaux ($50°$). Or si un triangle a deux angles de même mesure, alors il est isocèle.[/reponse]
[reponse motif="Triangle équilatéral"]Non.
Un triangle équilatéral a ses trois angles égaux à $60°$.
Ici, les angles ne sont pas tous égaux.[/reponse]
[reponse motif="Triangle rectangle"]Non.
Un triangle rectangle possède un angle de $90°$.
Aucun des angles ici n'est égal à $90°$.[/reponse]
[reponse motif="Triangle quelconque"]Non.
Un triangle quelconque n'a aucune particularité.
Or ici, deux angles sont égaux : il y a une particularité.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Cherche s'il y a deux angles égaux, un angle droit, ou trois angles égaux.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Dans le triangle $ABC$ rectangle isocèle en $A$, quelle est la mesure de l'angle $\widehat{ABC}$ ?
[qcm]
[option]$30°$[/option]
[option]$60°$[/option]
[option correct="true"]$45°$[/option]
[option]$90°$[/option]
[reponse statut="correct"]C'est bien ça !
Le triangle est rectangle en $A$, donc $\widehat{BAC} = 90°$. Les deux angles aigus $\widehat{ABC}$ et $\widehat{ACB}$ ont pour somme $180° - 90° = 90°$.
De plus, le triangle est isocèle en $A$, donc $AB = AC$ et les deux angles à la base sont égaux. Chacun mesure donc $\dfrac{90°}{2} = 45°$.[/reponse]
[reponse motif="$30°$"]Non.
$30°$ ne correspond pas à la moitié de $90°$.
Pense aux deux angles aigus égaux dont la somme vaut $90°$.[/reponse]
[reponse motif="$60°$"]Non.
$60°$ correspondrait à un triangle équilatéral.
Dans un triangle rectangle isocèle, les deux angles aigus sont égaux et complémentaires.[/reponse]
[reponse motif="$90°$"]Non.
$90°$ est l'angle droit en $A$.
On te demande un autre angle.[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Le triangle est à la fois rectangle et isocèle : utilise les deux propriétés pour trouver les angles aigus.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]

[etape]
Dans le triangle $LMN$, on sait que $LM = LN$ et $\widehat{LMN} = 65°$. Quelle est la mesure de $\widehat{MLN}$ ?
[qcm]
[option]$65°$[/option]
[option]$115°$[/option]
[option correct="true"]$50°$[/option]
[option]$25°$[/option]
[reponse statut="correct"]Correct !
Le triangle est isocèle en $L$ (car $LM = LN$), donc les angles à la base sont égaux : $\widehat{LMN} = \widehat{LNM} = 65°$.
La somme des angles donne $\widehat{MLN} = 180° - 65° - 65° = 50°$.[/reponse]
[reponse motif="$65°$"]Non.
$65°$ est la mesure des angles à la base, pas du sommet principal.
L'angle au sommet $\widehat{MLN}$ est généralement différent.[/reponse]
[reponse motif="$115°$"]Non.
$115°$ correspond à $180° - 65°$, c'est-à-dire au supplémentaire d'un seul angle à la base.
Il faut soustraire les deux angles à la base à $180°$.[/reponse]
[reponse motif="$25°$"]Non.
$25°$ correspond à $90° - 65°$, qui ne s'applique pas ici (le triangle n'est pas rectangle).[/reponse]
[reponse statut="incorrect"]Non.
Le triangle est isocèle en $L$ : les deux angles à la base sont égaux à $65°$. Utilise la somme des angles.[/reponse]
[/qcm]
[/etape]