Chapitre 05 · Cinquième

Géométrie Plane

Triangles, quadrilatères et leurs propriétés

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Travailler Géométrie Plane en Cinquième

Ce chapitre de géométrie plane en 5ème te demande à la fois de comprendre la méthode et de savoir l’utiliser sur des exercices variés. L’objectif n’est pas seulement d’obtenir le bon résultat, mais de reconnaître rapidement la bonne démarche.

Prérequis

  • Reprendre les bases de 5ème liées à géométrie plane.
  • Refaire un exercice facile avant de viser les questions de synthèse.

Compétences à maîtriser

  • Maîtriser les méthodes essentielles de géométrie plane.
  • Rédiger une solution propre et exploiter la correction pour progresser.

Erreurs fréquentes

  • Chercher à aller trop vite au lieu de poser clairement les étapes.
  • Lire la correction sans refaire l’exercice ensuite seul.

En contrôle ou en examen : Ce chapitre sert surtout à consolider des automatismes et à préparer les exercices plus transversaux du niveau.

1Facile

Somme des angles d'un triangle

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Énoncé

Dans un triangle ABCABC, A^=47°\hat{A} = 47° et B^=63°\hat{B} = 63°.
1. Calculer l'angle C^\hat{C}.
2. Ce triangle est-il acutangle, rectangle ou obtusangle ?
3. Dans un autre triangle, deux angles sont égaux et leur somme vaut 110°110°. Calculer le troisième angle.

Correction détaillée

01

Propriété : somme des angles

Dans tout triangle, la somme des trois angles est égale à 180°180° :
A^+B^+C^=180°\hat{A} + \hat{B} + \hat{C} = 180°
02

Calcul de l'angle C

C^=180°47°63°=70°\hat{C} = 180° - 47° - 63° = 70°
Les trois angles sont 47°47°, 63°63° et 70°70°, tous strictement inférieurs à 90°90° : le triangle est acutangle.
03

Troisième triangle

Les deux angles égaux ont chacun 110°2=55°\dfrac{110°}{2} = 55°.
Le troisième angle : 180°110°=70°180° - 110° = 70°.
2Facile

Propriétés des quadrilatères

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Énoncé

Pour chaque figure, identifier le quadrilatère (rectangle, losange, carré, parallélogramme) et justifier :
1. ABCDABCD avec AB=CD=5 cmAB = CD = 5\text{ cm}, BC=DA=3 cmBC = DA = 3\text{ cm} et A^=90°\hat{A} = 90°.
2. EFGHEFGH avec EF=FG=GH=HE=4 cmEF = FG = GH = HE = 4\text{ cm} et E^=90°\hat{E} = 90°.
3. IJKLIJKL avec IJKLIJ \parallel KL, IJ=KL=6 cmIJ = KL = 6\text{ cm}, JKILJK \parallel IL, JK=IL=6 cmJK = IL = 6\text{ cm} et aucun angle droit.

Correction détaillée

01

Identification de ABCD

ABCDABCD a deux paires de côtés opposés égaux (AB=CDAB = CD et BC=DABC = DA) et un angle droit.
\Rightarrow ABCDABCD est un rectangle.
02

Identification de EFGH

EFGHEFGH a quatre côtés égaux (EF=FG=GH=HEEF = FG = GH = HE) et un angle droit.
\Rightarrow EFGHEFGH est un carré.
03

Identification de IJKL

IJKLIJKL a deux paires de côtés opposés parallèles et égaux, et tous les côtés sont égaux, mais sans angle droit.
\Rightarrow IJKLIJKL est un losange.
3Intermédiaire

Triangle rectangle et théorème de Pythagore

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Énoncé

Un triangle ABCABC est rectangle en AA, avec AB=6 cmAB = 6\text{ cm} et AC=8 cmAC = 8\text{ cm}.
1. Calculer BCBC.
2. Un triangle a des côtés 5 cm5\text{ cm}, 12 cm12\text{ cm} et 13 cm13\text{ cm}. Est-il rectangle ?
3. La diagonale d'un rectangle mesure 10 cm10\text{ cm} et l'un des côtés mesure 6 cm6\text{ cm}. Calculer l'autre côté.

Correction détaillée

01

Théorème de Pythagore

Dans un triangle rectangle, le carré de l'hypoténuse est égal à la somme des carrés des deux autres côtés :
BC2=AB2+AC2=62+82=36+64=100BC^2 = AB^2 + AC^2 = 6^2 + 8^2 = 36 + 64 = 100
BC=100=10 cmBC = \sqrt{100} = 10\text{ cm}
02

Vérification pour le triangle 5-12-13

L'hypoténuse est le plus grand côté : 13 cm13\text{ cm}.
132=16913^2 = 169 et 52+122=25+144=1695^2 + 12^2 = 25 + 144 = 169.
Comme 169=169169 = 169, le triangle est rectangle.
03

Autre côté du rectangle

La diagonale d'un rectangle est l'hypoténuse d'un triangle rectangle.
l2=10262=10036=64l^2 = 10^2 - 6^2 = 100 - 36 = 64
l=64=8 cml = \sqrt{64} = 8\text{ cm}
4Difficile

Construction et propriétés des triangles

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Énoncé

On donne trois longueurs. Dire si on peut construire un triangle, et si oui, quel type :
1. 3 cm3\text{ cm}, 4 cm4\text{ cm}, 8 cm8\text{ cm}
2. 5 cm5\text{ cm}, 5 cm5\text{ cm}, 5 cm5\text{ cm}
3. 6 cm6\text{ cm}, 8 cm8\text{ cm}, 10 cm10\text{ cm}
4. 3 cm3\text{ cm}, 4 cm4\text{ cm}, 6 cm6\text{ cm}

Correction détaillée

01

Inégalité triangulaire

Trois longueurs forment un triangle si et seulement si la somme de deux côtés quelconques est strictement supérieure au troisième côté.
On vérifie surtout que la somme des deux petits est supérieure au grand.
02

Vérification des cas 1 et 2

1. 3+4=7<83 + 4 = 7 < 8 : impossible, on ne peut pas construire ce triangle.
2. 5+5=10>55 + 5 = 10 > 5 : possible. Trois côtés égaux \Rightarrow triangle équilatéral.
03

Vérification des cas 3 et 4

3. 6+8=14>106 + 8 = 14 > 10 : possible. 62+82=36+64=100=1026^2 + 8^2 = 36 + 64 = 100 = 10^2 \Rightarrow triangle rectangle.
4. 3+4=7>63 + 4 = 7 > 6 : possible. 62=366^2 = 36, 32+42=25363^2 + 4^2 = 25 \neq 36, 42+62=5294^2 + 6^2 = 52 \neq 9 \Rightarrow triangle scalène (ni rectangle, ni isocèle).
5Facile

Triangle isocèle et angles

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Énoncé

Dans un triangle isocèle, l'angle au sommet mesure 40°40°.
1. Calculer chacun des angles à la base.
2. Quelle est la somme des trois angles ?

Correction détaillée

01

Angles à la base

La somme des angles d'un triangle vaut 180°180°.
Les deux angles à la base sont égaux et valent donc chacun 180402=70°\dfrac{180 - 40}{2} = 70°.
02

Vérification

40+70+70=18040 + 70 + 70 = 180°.
6Facile

Somme des angles d’un quadrilatère

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Énoncé

Un quadrilatère a trois angles de 85°85°, 110°110° et 95°95°.
Calculer le quatrième angle.

Correction détaillée

01

Propriété

La somme des angles d'un quadrilatère vaut 360°360°.
02

Calcul

Quatrième angle : 360(85+110+95)=360290=70°360 - (85 + 110 + 95) = 360 - 290 = 70°.
7Intermédiaire

Reconnaître un parallélogramme

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Énoncé

Dans le quadrilatère ABCDABCD, on sait que ABCDAB \parallel CD et ADBCAD \parallel BC.
1. Quelle est la nature de ABCDABCD ?
2. Quelle propriété ont ses diagonales ?

Correction détaillée

01

Nature

Un quadrilatère ayant ses côtés opposés parallèles est un parallélogramme.
02

Diagonales

Dans un parallélogramme, les diagonales se coupent en leur milieu.
8Intermédiaire

Rectangle ou non ?

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Énoncé

Un quadrilatère est un parallélogramme et possède un angle droit.
Quelle est sa nature ? Justifier.

Correction détaillée

01

Propriété utile

Un parallélogramme qui possède un angle droit est un rectangle.
02

Conclusion

La nature du quadrilatère est donc : rectangle.
9Intermédiaire

Calcul d'une diagonale

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Énoncé

Un rectangle mesure 99 cm sur 1212 cm.
Calculer la longueur de sa diagonale.

Correction détaillée

01

Pythagore

La diagonale est l'hypoténuse d'un triangle rectangle.
d2=92+122=81+144=225d^2 = 9^2 + 12^2 = 81 + 144 = 225
02

Résultat

d=225=15 cmd = \sqrt{225} = 15\text{ cm}
10Difficile

Réciproque de Pythagore

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Énoncé

Un triangle a pour côtés 88 cm, 1515 cm et 1717 cm.
Montrer qu'il est rectangle.

Correction détaillée

01

Comparer les carrés

Le plus grand côté est 1717.
172=28917^2 = 289 et 82+152=64+225=2898^2 + 15^2 = 64 + 225 = 289.
02

Conclusion

Comme 172=82+15217^2 = 8^2 + 15^2, le triangle est rectangle.
11Intermédiaire

Construction possible ?

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Énoncé

Peut-on construire un triangle avec les longueurs suivantes ?
1. 44 cm, 66 cm, 1111 cm
2. 55 cm, 77 cm, 99 cm

Correction détaillée

01

Vérification

1. 4+6=10<114 + 6 = 10 < 11 : impossible.
2. 5+7=12>95 + 7 = 12 > 9 : possible.
02

Conclusion

Le premier triangle n'est pas constructible, le second l'est.
12Difficile

Losange et carré

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Énoncé

Un quadrilatère a quatre côtés égaux et un angle droit.
1. Peut-on l'appeler losange ?
2. Peut-on l'appeler carré ?

Correction détaillée

01

Analyse

Avec quatre côtés égaux, c'est déjà un losange.
Avec en plus un angle droit, c'est aussi un carré.
02

Conclusion

La figure est à la fois un losange et un carré.
13Facile

Angle manquant dans un triangle rectangle

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Énoncé

Dans un triangle rectangle, un angle aigu mesure 34°34°.
Calculer l'autre angle aigu.

Correction détaillée

01

Somme des angles

Dans un triangle rectangle, un angle vaut 90°90°.
Les deux autres se partagent donc 90°90°.
02

Calcul

L'autre angle aigu vaut 9034=56°90 - 34 = 56°.
14Facile

Périmètre d’un losange

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Énoncé

Un losange a un côté de 6,56{,}5 cm.
Calculer son périmètre.

Correction détaillée

01

Propriété

Un losange a quatre côtés égaux.
02

Calcul

Périmètre : 4×6,5=264 \times 6{,}5 = 26 cm.
15Difficile

Problème géométrique complet

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Énoncé

Un triangle rectangle a pour côtés de l'angle droit 55 cm et 1212 cm.
1. Calculer l'hypoténuse.
2. Dire si ce triangle peut aussi être isocèle.

Correction détaillée

01

Hypoténuse

c2=52+122=25+144=169c^2 = 5^2 + 12^2 = 25 + 144 = 169
Donc c=13c = 13 cm.
02

Nature du triangle

Les deux côtés de l'angle droit valent 55 et 1212, donc ils ne sont pas égaux.
Le triangle n'est donc pas isocèle.

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