L’exercice 1 regroupe deux questions de statistiques (étendu et moyenne), une question de tableur et une question de pourcentages.
L’exercice 2 traite des notions du programme de mathématiques telles que la décomposition d’un nombre en produit de facteurs premiers, la recherche de diviseurs communs à deux nombres et le théorème de Thalès.
L’exercice 3 est un QCM sur les probabilités et les transformations.
Dans l’exercice 4, un script Scratch est associé à un programme de calcul. On y retrouve des questions de calcul littéral et de résolution d’équations.
Enfin, dans le dernier exercice de ce sujet de brevet de mathématiques, on retrouve le théorème de Pythagore et des calculs d’aires et de volumes.
Sujet et correction brevet blanc mathématiques mai 2021
Le sujet de brevet mathématiques de mai 2021 proposait aux élèves du collège 6 exercices indépendants les uns des autres. L’épreuve était notée sur 100 et l’usage de la calculatrice autorisé. Toute trace de recherche même incomplète était prise en compte dans l’évaluation de la copie.
Ci-dessous, retrouvez au format pdf à télécharger librement :
Sujet et correction brevet blanc de mathématiques janvier 2021
Le sujet de brevet mathématiques de janvier 2021 proposait aux élèves du collège 6 exercices traitant de différents chapitres vus depuis le début de l’année de 3ème :
Tout d’abord, l’exercice 1 est un problème de partage utilisant la notion de décomposition de nombres en produits de facteurs premiers ;
Ensuite, l’exercice 2 propose des calculs de volumes ;
l’exercice 3 traite des données statistiques ;
Après cela, l’exercice 4 est un programme de calcul que l’on associe à une expression littérale ;
l’exercice 5 traite de la notion de fonctions ;
Enfin, l’exercice 6 est une application de la proportionnalité à des calculs de vitesses, de durées et de distances.
Ci-dessous, retrouvez au format pdf à télécharger librement :
Règle : Pour soustraire un nombre relatif, on peut ajouter son opposé.
Démonstration à partir d’un exemple : Démontrons que $3-(-2)=3+2=5$. $3-(-2)=3+0-(-2)=3+2+(-2)-(-2)=3+2+0=3+2=5$
Exemples :
\[4-7=4+(-7)=-3\]
\[12-(-4)=12+4=16\]
\[-9-5=-9+(-5)=-14\]
B) Distance entre deux points sur une droite graduée
Propriété : Sur une droite graduée, la distance entre deux points est égale à la différence entre la plus grande abscisse et la plus petite.
Exemple :
Distance entre le point $A$ d’abscisse $2$ et le point $B$ d’abscisse $-3$ : \[AB=2-(-3)=2+3=5\]
C) Calculer une expression avec des additions et des soustractions
Exemples :
On calcule de gauche à droite : \begin{eqnarray*} A&=&-7+9-8-(-12)\\ A&=&2-8-(-12)\\ A&=&-6-(-12)\\ A&=&6 \end{eqnarray*}
On écrit A avec des additions uniquement : \begin{eqnarray*} A&=&-7+9-8-(-12)\\ A&=&-7+9+(-8)+12\\ A&=&9+12+(-7)+(-8)\\ A&=&21+(-15)\\ A&=&6 \end{eqnarray*}
Définition : Un prisme droit est un solide de l’espace qui possède :
deux faces parallèles appelées bases et qui sont des polygones superposables ;
d’autres faces appelées faces latérales et qui sont des rectangles.
Exemple : Un prisme droit à base triangulaire :
Exemple : D’autres prismes droits :
La base est le polygone $ABCD$ :
La base est le polygone $IJKLM$ :
Remarque : Un parallélépipède rectangle (ou pavé droit) est un prisme droit particulier.
B) Patron d'un prisme droit
Définition : On appelle patron d’un solide un dessin qui permet de réaliser ce solide après découpage et collage, sans que deux faces se superposent.
Exemple : Patron d’un prisme droit à base triangulaire :
C) Unités de volume et de capacité
Le grand cube ci-dessous est composé de petits cubes d’arêtes 1 cm. On constate qu’il comporte 1 000 de ces petits cubes.
Ainsi : \[1~\text{dm}^{3}=1~000~\text{cm}^{3}\]Par ailleurs, on peut remplir ce grand cube avec une bouteille de 1 litre. Ainsi : \[1~\text{dm}^{3}=1~\text{L}\]Chaque unité de volume est 1 000 fois plus grande que l’unité immédiatement inférieure. Chaque unité de capacité est 10 plus grande que l’unité immédiatement inférieure.
Exemples :
Conversion de 0,67 m$^{3}$ en dm$^{3}$ : \[0,67~\text{m}^{3}=0,67\times 1~\text{m}^{3}=0,67\times 1~000~\text{dm}^{3}=670~\text{dm}^{3}\]
Conversion de 75 cL en L : \[75~\text{cL}=75\times 1~\text{cL}=75\times 0,01~\text{L}=0,75~\text{L}\]
Conversion de 4,3 m$^{3}$ en L : \[4,3~\text{m}^{3}=4~300~\text{dm}^{3}=4~300~\text{L}\]
D) Volumes du pavé droit, du cube et du prisme droit
Formule : Le volume d’un pavé droit de longueur $l$, de largeur $L$ et de hauteur $h$ est égal au produit de ses 3 dimensions : \[V_{\text{pavé droit}}=L\times l\times h\]
Formule : Le volume d’un cube est égal au cube de la longueur $c$ de son arête : \[V_{\text{cube}}=c\times c\times c\]
Formule : Le volume d’un prisme droit de hauteur $h$ est donné par la formule: \[V_{\text{prisme droit}}=A_{\text{base}}\times h\]
Exemples :
Volume d’un pavé droit de longueur $5~\text{dm}$, de largeur $3~\text{dm}$ et de hauteur $2~~\text{dm}$ est égal à : \[V_{\text{pavé droit}}=5~\text{dm}\times 3~\text{dm}\times 2~\text{dm}=305~\text{dm}^{3}\]
Volume d’un cube ayant des arêtes de longueur $3~\text{cm}$ : \[V_{\text{cube}}=3~\text{cm}\times 3~\text{cm}\times 3~\text{cm}=27~\text{cm}^{3}\]
Définition : Une expérience est dite aléatoire lorsqu’on ne peut pas prévoir avec certitude le résultat (ou issue).
Définition : Un événement est constitué par certaines issues d’une expérience aléatoire.
Exemples : Dans chacune des situations ci-dessous, plusieurs issues (ou résultats) sont possibles.
Lancer une pièce équilibrée est une expérience aléatoire. Cette expérience a deux issues : pile ou face.
Tirer une boule dans une urne est une expérience aléatoire. Cette expérience a deux issues : rouge ou jaune.
Dans le troisième exemple, on peut s’intéresser à l’événement « obtenir un nombre impair ». On a $6$ chances sur $8$ d’obtenir un nombre impair.
B) Notion de probabilité
Exemples : Retour à l’exemple précédent :
Dans le premier exemple, on a $1$ chance sur $2$ de tirer « Pile ». On dira alors que la probabilité de cette issue est égale à $\dfrac{1}{2}$.
Dans le deuxième exemple, la probabilité de tirer une boule rouge est de $\dfrac{3}{5}$. Il y a $60$ % de chance d’obtenir une boule rouge.
Dans le troisième exemple, la probabilité de tomber sur une case comportant le chiffre $1$ est $\dfrac{2}{8}$
Définition : La probabilité d’une issue est égale au quotient de nombre d’issues favorables (issues dans lesquelles on obtient le résultat) par le nombre total d’issues possibles.
On peut ainsi positionner un événement sur une échelle de probabilité graduée de 0 à 1 :
Propriétés :
La probabilité d’une issue est un nombre compris entre $0$ et $1$.
La somme des probabilités des issues d’une expérience aléatoire est égale à $1$.
Exemple : En reprenant l’exemple de la roue de loterie des exemples précédents : $\dfrac{2}{8}+\dfrac{1}{8}+\dfrac{3}{8}+\dfrac{1}{8}+\dfrac{1}{8}=\dfrac{2+1+3+1+1}{8}=\dfrac{8}{8}=1$
Remarques :
Une probabilité peut s’exprimer sous diverses formes (décimale, fractionnaire, pourcentage).
En classe de 5e, on étudie des expériences aléatoires où toutes les issues ont la même probabilité. On appelle ces expériences des situations d’équiprobabilité.
Définition : Le périmètre d’une figure est la longueur de son contour.
Tableau des unités de longueur :
Exemples :
$0,65~\text{m}=0,65\times 1~\text{m}=0,65\times 100~\text{cm}=65~\text{cm}$ car $1~\text{m}=100~\text{cm}$.
$152~\text{m}=152\times 1~\text{m}=152\times 0,001~\text{km}=152\div 1~000~\text{km}=0,152~\text{km}$ car $1~\text{km}=1~000~\text{m}$
Formulaire :
B) Aire d'une figure
Définition : L’aire d’une figure est la mesure de sa surface intérieure.
Donner une unité d’aire permet de mesurer l’aire d’une figure dans cette unité. Quand on change d’unité, la mesure de l’aire change. Tableau des unités d’aire :
Exemple : Calculer l’aire du triangle $MEU$. $A_{MEU}=\dfrac{EU\times MK}{2}=\dfrac{4~\text{cm}\times 3,1~\text{cm}}{2}=6,2~\text{cm}^{2}$
Exemple : Calculer l’aire du parallélogramme ci-dessous. $A_{IJKL}=3,1~\text{cm}\times 6~\text{cm}=18,6~\text{cm}^{2}$
Propriété : Une médiane partage un triangle en deux triangles de même aire.
Démonstration : Sur la figure ci-contre, $(CI)$ est la médiane issue de $C$ du triangle $ABC$. On trace la hauteur $(CH)$ issue du sommet $C$ du triangle $ABC$. On peut alors calculer les aires des triangles $ACI$ et $ICB$ : \[A_{ACI}=\dfrac{CH\times AI}{2}\]\[A_{ICB}=\dfrac{CH\times BI}{2}\]Or, $AI=BI$ car $I$ est le milieu de $[BC]$. On en déduit que $A_{ACI}=A_{ICB}$.
Exemple : Sur la figure ci-dessous, $ME=5$ cm, $EU=3,9$ cm, $MU=6,4$ cm et $EK=2$ cm. Calculer l’aire du triangle $MIU$. $A_{MEU}=\dfrac{2~\text{cm}\times 6,4~\text{cm}}{2}=6,4~\text{cm}^{2}$\\
Or, la droite $(IU)$ est une médiane du triangle $MEU$. Elle partage donc ce triangle en deux triangles de même mesure. On en déduit que :\\
Règle : La somme de deux nombres relatifs de même signe :
a pour signe le signe commun aux deux nombres ;
a pour distance à zéro la somme des distances à zéro.
Exemples :
\[10,1+9,9=20\]
\[-3,7+(-2,3)=-6\]
Règle : La somme de deux nombres relatifs de signes contraires :
a pour signe le signe du nombre qui a la plus grande distance à zéro ;
a pour distance à zéro la différence des distances à zéro.
Exemples :
\[7+(-2)=5\]
\[-7,2+4=-3,2\]
Démonstrations à partir d’exemples :
Justifions que $-6+(-9)=-15$ : $-6+(-9)+6+9=-6+6+(-9)+9=0+0=0$ Donc l’opposé de $6+9$ est égal à $-6+(-9)$. Ainsi : $-6+(-9)=-(6+9)=-15$.
Justifions que $6+(-9)=-3$ : $6+(-9)=6+(-6)+(-3)=0+(-3)=-3$
B) Additionner plusieurs nombres relatifs
Propriétés : Pour calculer une somme de plusieurs termes, on peut :
modifier l’ordre des termes ;
regrouper différemment les termes.
Exemples : \[5+(-8)=-3\]
\[-8+5=-3\]
Exemples : Pour calculer une telle expression, on peut regrouper les nombres positifs et les nombres négatifs : \begin{eqnarray*} A&=&\textcolor{green}{-5}+\textcolor{red}{6}+\textcolor{green}{(-7)}+\textcolor{red}{15}\\ A&=&\textcolor{green}{-5}+\textcolor{green}{(-7)}+\textcolor{red}{6}+\textcolor{red}{15}\\ A&=&-12+21\\ A&=&9 \end{eqnarray*} Pour calculer une telle expression, on peut effectuer les calculs de gauche à droite : \begin{eqnarray*} A&=&\textcolor{red}{-5+6}+(-7)+15\\ A&=&1+(-7)+15\\ A&=&-6+15\\ A&=&9 \end{eqnarray*} Pour calculer une telle expression, on peut regrouper les nombres opposés : \begin{eqnarray*} B&=&-7,1+(-3,6)+(-4,3)+3,6\\ B&=&-7,1+(-4,3)+\textcolor{red}{(-3,6)}+\textcolor{red}{3,6}\\ B&=&-7,1+(-4,3)\\ B&=&-11,4 \end{eqnarray*}
Bilan : Dans ce chapitre, je dois : • Savoir additionner deux nombres relatifs. • Savoir additionner plusieurs nombres relatifs.
Définition : Un parallélogramme est un quadrilatère qui a ses côtés opposés parallèles.
Exemple : Le quadrilatère $ABCD$ est un parallélogramme.
B) Propriétés d’un parallélogramme
Propriétés :
Si un quadrilatère est un parallélogramme alors il possède un centre de symétrie qui est le point d’intersection de ses diagonales.
Si un quadrilatère est un parallélogramme alors ses côtés opposés ont la même longueur.
Si un quadrilatère est un parallélogramme alors ses diagonales se coupent en leur milieu.
Si un quadrilatère est un parallélogramme alors ses angles opposés ont la même mesure.
Démonstration :
On introduit le point $O$, milieu de la diagonale $[AC]$. Le symétrique du point $A$ par rapport au point $O$ est le point $C$. Le symétrique d’une droite étant une droite parallèle, on en déduit que les symétriques des droites $(AB)$ et $(BC)$ par rapport au point $O$ sont respectivement les droites $(CD)$ et $(AD)$. Le symétrique du point $B$ par rapport au point $O$ est donc à l’intersection des droites $(AD)$ et $(CD)$ : c’est donc le point $D$. Ainsi, le point $O$ est le centre de symétrie de ce parallélogramme.
Le point $O$ étant le centre de symétrie du parallélogramme $ABCD$, le symétrique du segment $[AB]$ par rapport au point $O$ est le segment $[DC]$ et le symétrique du segment $[AD]$ par rapport au point $O$ est le segment $[BC]$. La symétrie centrale conservant les longueurs, on a bien : $AB=DC$ et $AD=BC$.
Exemple :
$AB=DC$ et $AD=BC$.
$(AB)//(DC)$ et $(AD)//(BC)$.
$\widehat{BAD}=\widehat{BCD}$ et $\widehat{ADC}=\widehat{ABC}$.
C) Reconnaître un parallélogramme
Propriétés :
Si un quadrilatère a ses côtés opposés parallèles alors c’est un parallélogramme.
Si un quadrilatère a ses diagonales qui se coupent en leur milieu alors c’est un parallélogramme.
Si un quadrilatère a deux côtés parallèles et de même longueur, alors c’est un parallélogramme.
Si un quadrilatère a ses côtés opposés de même longueur, alors c’est un parallélogramme.
Si un quadrilatère a ses angles opposés de même mesure, alors c’est un parallélogramme.
Bilan : Dans ce chapitre, je dois :
Connaître les propriétés du parallélogramme pour effectuer des constructions et mener des raisonnements.
Chapitre 12 : Addition et soustraction de fractions
A) Les fractions ont même dénominateur
Règle : Pour additionner (ou pour soustraire) deux quotients de même dénominateur, on additionne (ou on soustrait) les numérateurs et on conserve le dénominateur commun.
Démonstration : Démontrons que $\dfrac{5}{7}+\dfrac{3}{7}=\dfrac{8}{7}$. On sait que les nombres $\dfrac{5}{7}$ et $\dfrac{3}{7}$ vérifient : \[7\times \dfrac{5}{7}=5~~~\text{et}~~~7\times \dfrac{3}{7}=3\]Donc, \[7\times (\dfrac{5}{7}+\dfrac{3}{7})=7\times \dfrac{5}{7}+7\times \dfrac{3}{7}=5+3=8\]Or, \[7\times \dfrac{8}{7}=8\]On en déduit que : \[\dfrac{5}{7}+\dfrac{3}{7}=\dfrac{8}{7}=\dfrac{5+3}{7}\]
Définition : Une expression littérale est une expression contenant une ou plusieurs lettres. Ces lettres représentent des nombres.
Remarque : Une expression littérale peut traduire un programme de calcul.
Exemple : Voici un programme de calcul :
Choisir un nombre
Multiplier le résultat par 2
Ajouter 10
En effectuant ce programme de calcul avec $x$, on obtient :
$x$
$2\times x$
$2\times x+10$
L’expression littérale $2\times x+10$ permet de traduire ce programme de calcul.
Remarque : Une expression littérale permet aussi de décrire une propriété générale de nombres.
Exemples :
Si $n$ désigne un nombre entier, on peut traduire la formulation « être la somme de deux entiers consécutifs » par l’expression littérale : \[n+(n+1)\]
Si $n$ désigne un nombre entier, on peut traduire la formulation « être un multiple de 3 » par l’expression littérale : \[3\times n\]
B) Simplification d'écriture
Règle : On peut supprimer le signe $\times $ lorsqu’il est suivi d’une lettre ou d’une parenthèse.
Exemples :
Le périmètre d’un carré est donné par l’expression : $P=4\times c=4c$.
Le périmètre d’un rectangle est donné par l’expression : $P=2\times (l+L)=2(l+L)$.
Le périmètre d’un cercle est donné par l’expression : $P=2\times \pi\times R=2\pi R$.
Exemples :
$2\times a=2a$
$a\times b=ab$
$2+3\times b=2+3b$
$a\times 2+4\times b=2\times a+4b=2a+4b$
$(2+3)\times b=5\times b=5b$
$a\times a=a^{2}$
C) Remplacer des lettres par des nombres
Pour calculer une expression littérale pour certaines valeurs des lettres, il suffit de remplacer les lettres par ces valeurs.
Exemple : Calculer l’expression $A=5x(x+2)$ pour $x=3$.
\begin{eqnarray*}
A&=&5\times \textcolor{red}{x}\times (\textcolor{red}{x}+2)~~~~~\text{(On replace les signes $\times $ dans l’expression).}\\
A&=&5\times \textcolor{red}{3}\times (\textcolor{red}{3}+2)~~~~~~\text{(On remplace la lettre $x$ par sa valeur 3)}.\\
A&=&5\times 3\times 5~~~~~~~~~~~~~~~~~~\text{(On effectue les calculs).}\\
A&=&75
\end{eqnarray*}
D) Distributivité
Propriété : $a$, $b$ et $k$ désignent des nombres.
Si le numérateur est inférieur au dénominateur alors la fraction est inférieure à 1.
Si le numérateur est supérieur au dénominateur alors la fraction est supérieure à 1.
Si le numérateur est égal au dénominateur alors la fraction est égale à 1.
Propriétés :
Si le double du numérateur est inférieur au dénominateur alors la fraction est inférieure à $\dfrac{1}{2}$.
Si le double du numérateur est supérieur au dénominateur alors la fraction est supérieure à $\dfrac{1}{2}$.
Exemples :
$\dfrac{11}{15}<1$ car $11<15$.
$\dfrac{15}{15}=1$ car le numérateur est égal au dénominateur.
$\dfrac{15}{29}>\dfrac{1}{2}$ car $15\times 2=30>29$.
$\dfrac{16}{29}<\dfrac{1}{2}$ car $16\times 2=32<29$.
Remarques : Ces deux propriétés permettent dans certains cas de comparer des fractions entre elles.
Exemples :
$\dfrac{17}{15}>1$ et $\dfrac{14}{15}<1$ donc $\dfrac{17}{15}>\dfrac{14}{15}$.
$\dfrac{6}{15}<\dfrac{1}{2}$ et $\dfrac{11}{13}>\dfrac{1}{2}$ donc $\dfrac{6}{15}<\dfrac{11}{13}$.
B) Comparer des fractions de même dénominateur ou de même numérateur
Propriété : Si deux fractions ont le même dénominateur, la plus grande est celle qui a le plus grand numérateur.
Exemple : Trois parts d’un gâteau coupé en 4, c’est davantage qu’une part de ce même gâteau.
$\dfrac{1}{4}<\dfrac{3}{4}$
Propriété : Si deux fractions ont le même numérateur, la plus grande est celle qui a le plus petit dénominateur.
Exemple : On a une plus grande part de gâteau quand il est coupé en 4 que quand il est coupé en 8.
$\dfrac{3}{4}>\dfrac{3}{8}$
Exemple : Comparer $\dfrac{18,1}{6}$ et $\dfrac{43}{12}$.
On utilise la propriété des quotients égaux pour obtenir le même dénominateur : $\dfrac{18,1}{6}=\dfrac{18,1\times \textcolor{red}{2}}{6\times \textcolor{red}{2}}=\dfrac{36,2}{12}$ Or $36,2<43$, donc: $\dfrac{36,2}{12}<\dfrac{43}{12}$ Ainsi: $\dfrac{18,1}{6}<\dfrac{43}{12}$
C) Comparer des fractions en calculant le quotient
Propriété : Pour comparer deux fractions on peut également calculer le quotient.
Exemple : Pierre et Bintou boivent chacun une bouteille avec la même quantité d’eau.
Pierre boit $\dfrac{9}{12}$ de sa bouteille. Bintou boit $\dfrac{10}{16}$ de sa bouteille.
Lequel des deux a bu le plus d’eau ?
Donc $\dfrac{9}{12}>\dfrac{10}{16}$. Pierre a bu le plus d’eau.
Bilan : Dans ce chapitre, je dois savoir :
Comparer des fractions à 1 ou à 1/2.
Comparer deux fractions ayant même numérateur ou même dénominateur.
Comparer deux fractions ayant des numérateurs et des dénominateurs différents. (en convertissant au même dénominateur, en calculant leur quotient, en les comparant au nombre 1…).
Propriété : Dans un triangle, la somme des mesures des trois angles est égale à $180\text{°}$.
Démonstration : On trace la parallèle à la droite $(BC)$ passant par $A$. Les angles rouges sont alternes-internes ainsi que les angles verts. Or, d’après la propriété précédente, si deux droites parallèles sont coupées par une sécante, alors les angles alternes-internes qu’elles forment ont la même mesure. Ainsi, les angles rouges ont la même mesure et les angles verts ont la même mesure. On en déduit que dans le triangle $ABC$ : \[\widehat{ABC}+\widehat{ACB}+\widehat{BAC}=180\text{°}\]
Exemple : Calculer la mesure de l’angle $\widehat{DEF}$.
Dans un triangle, la somme des mesures des angles égales $180\text{°}$. Ainsi : $\widehat{DEF}+\widehat{DFE}+\widehat{FDE}=180\text{°}$ $\widehat{DEF}+36\text{°}+20\text{°}=180\text{°}$ $\widehat{DEF}=180\text{°}-(20\text{°}+36\text{°})$ $\widehat{DEF}=180\text{°}-56\text{°}$ $\widehat{DEF}=124\text{°}$
Exemple : Le triangle $IJK$ est rectangle isocèle en $I$. Calculer la mesure de l’angle $\widehat{IKJ}$.
$IKJ$ est isocèle en $I$ donc ses angles à la base ont la même mesure. Ainsi, $\widehat{IKJ}=\widehat{IJK}$. Ainsi : $\widehat{IKJ}=\dfrac{180\text{°}-90\text{°}}{2}=45\text{°}$
Propriété : Si un triangle est équilatéral alors chacun de ses angles mesure $60\text{°}$.
Exemple :
Le triangle $IJK$ est équilatéral donc ses 3 angles ont la même mesure. $\widehat{IJK}=\widehat{IKJ}=\widehat{JIK}$. Donc $3\times \widehat{IJK}=180\text{°}$. Ainsi $\widehat{IJK}=\widehat{IKJ}=\widehat{JIK}=60\text{°}$.
B) Construction de triangles
On peut construire un triangle avec les instruments de géométrie dans chacun des cas ci-dessous :
on connaît les longueurs des trois côtés ;
on connaît les longueurs de deux côtés et la mesure de l’angle adjacent à ces deux côtés ;
on connaît la longueur d’un seul côté et les mesures des deux angles qui lui sont adjacents.
Exemples : Dans chaque cas, construction du triangle $ABC$ avec le matériel de géométrie.
$AB=3$ cm ; $AC = 4,3$ cm ; $CB=$5,2 cm :
$AB=2,9$ cm ; $AC = 3,4$ cm ; $\widehat{CAB} = 38$° :
Définition : La médiatrice d’un segment est la droite perpendiculaire à ce segment passant par son milieu.
Exemple : $(d)$ est la médiatrice du segment $[AB]$ : $(d)$ est perpendiculaire à $(AB)$ et $(d)$ coupe $[AB]$ en son milieu.
Propriété : La médiatrice d’un segment est l’ensemble des points équidistants des extrémités de ce segment.
Propriété : Les médiatrices des trois côtés d’un triangle se coupent en un même point. On dit qu’elles sont concourantes.
Définition : Ce point d’intersection est le centre d’un cercle qui passe par les trois sommets du triangle. Ce cercle est le cercle circonscrit au triangle.
Exemple : Cercle circonscrit de centre O à un triangle ABC. (O est à l’extérieur du triangle ABC).
Remarque : Le point $O$ peut également se situer à l’intérieur du triangle.
Définition : Dans un triangle rectangle, l’hypoténuse est le côté opposé à l’angle droit.
Propriété (admise) : Dans un triangle rectangle, le cercle circonscrit a pour centre le milieu de son hypoténuse.
Exemple : Le triangle $ABC$ est rectangle en $B$. Le centre $O$ du cercle circonscrit se situe au milieu de l’hypoténuse $[AC]$.
D) Hauteurs d'un triangle
Définition : La hauteur issue d’un sommet d’un triangle est la droite qui passe par ce sommet et qui est perpendiculaire au côté opposé.
Exemple : Sur la figure ci-dessous, la droite $(d)$ est la hauteur issue du sommet $A$ du triangle $ABC$.
Propriété (admise) : Les trois hauteurs d’un triangle sont concourantes.
Définition : Leur point de concours est l’orthocentre du triangle.
Exemple : Sur la figure ci-dessous, le point $H$ est l’orthocentre du triangle $ABC$.
E) Médianes d'un triangle
Définition : Une médiane d’un triangle est une droite qui passe par un sommet et par le milieu du côté opposé.
Exemple : Sur la figure ci-dessous, la droite $(d)$ est la médiane issue du sommet $A$ du triangle $ABC$.
Propriété (admise) : Les trois médianes d’un triangle sont concourantes.
Définition : Leur point de concours est le centre de gravité du triangle.
Exemple : Sur la figure ci-dessous, le point $G$ est le centre de gravité du triangle $ABC$.
Bilan : Dans ce chapitre, je dois :
Savoir calculer la mesure d’un angle dans un triangle.
Savoir construire un triangle avec mes instruments de géométrie.
Connaître les définitions et les propriétés des médiatrices, des hauteurs et des médianes d’un triangles.
Savoir tracer le cercle circonscrit à un triangle.
Savoir tracer l’orthocentre et le centre de gravité d’un triangle.
Définition : Deux angles opposés par le sommet ont le même sommet et des côtés dans le prolongement l’un de l’autre.
Exemple : Sur la figure ci-dessous, les angles $\widehat{xOy}$ et $\widehat{zOt}$ sont opposés par le sommet. Ils ont donc la même mesure.
Exemple : Sur la figure ci-dessous, les droites $(d)$ et $(d’)$ sont coupées par la sécante $(\Delta)$.
Les angles codés en vert sont des angles alternes-internes.
Exemple : Sur la figure ci-dessous, les droites $(d)$ et $(d’)$ sont coupées par la sécante $(\Delta)$.
Les angles codés en vert sont des angles correspondants.
B) Propriétés
Propriété : Si deux droites parallèles sont coupées par une sécante, alors les angles alternes-internes (ou correspondants) qu’elles forment ont la même mesure.
Démonstration : Les angles $\widehat{xAv}$ et $\widehat{yBu}$ sont alternes-internes. Soit $I$ le milieu du segment $[AB]$. Le symétrique de l’angle $\widehat{xAv}$ par rapport au point $I$ est l’angle $\widehat{yBu}$. Or la symétrie centrale conserve la mesure des angles. Donc $\widehat{xAv}=\widehat{yBu}$.
Exemple : Sur la figure ci-dessous, la droite $(CH)$ coupe les droites parallèles $(BD)$ et $(FG)$ respectivement en $A$ et $E$.
Calculer la mesure de l’angle $\widehat{FEA}$.
Les angles $\widehat{FEA}$ et $\widehat{EAD}$ sont alternes-internes. Comme les droites $(BD)$ et $(FG)$ sont parallèles alors ces deux angles ont la même mesure. Donc: \[\widehat{FEA}=\widehat{EAD}=152°\]
Propriété : Si deux droites coupées par une sécante forment deux angles alternes-internes (ou correspondants) de même mesure, alors ces droites sont parallèles.
Exemple : Sur la figure ci-dessous, la droite $(PK)$ coupe la droite $(IL)$ en $J$ et la droite $(MO)$ en $N$.
Prouver que les droites $(IL)$ et $(MO)$ sont parallèles.
Les angles $\widehat{KJL}$ et $\widehat{JNO}$ sont correspondants. Or, ils ont la même mesure. Donc les droites $(IL)$ et $(MO)$ sont parallèles.
Remarque : Si deux droites $(d)$ et $(d’)$ sont perpendiculaires à une même droite $(t)$, alors $(d)$ et $(d’)$ sont parallèles. On retrouve le cas étudié en 6ème…
On peut effectuer des soustractions pour lesquelles le 1er nombre est plus petit que le 2ème, le résultat est un nombre négatif, il s’écrit avec un signe « -« .
\[7-9=3-5=1-3=0-2=(-2)\]
Exemples : • $7 256$ est un nombre positif. • $(−25,6)$ est un nombre négatif. • $0$ est à la fois un nombre positif et un nombre négatif.
Remarque : On peut donc désormais compléter des égalités du type $9+…=7$ ! En effet :
\[9+(-2)=7\]
Définition : Les nombres négatifs et les nombres positifs font partis d’un ensemble appelé l’ensemble des nombresrelatifs.
B) Opposés
Définition : Deux nombres sont opposés quand leur somme vaut zéro. Ainsi, l’opposé de $a$ est $(-a)$.
Propriété : L’opposé de l’opposé d’un nombre relatif $a$ est $a$ lui-même. Ainsi : \[-(-a)=a\]
Exemple :
\[7+(-7)=0\]Les deux nombres $(-7)$ et $7$ sont opposés.
Définition : La valeur absolue d’un nombre relatif $a$, noté $\lvert a \rvert$, est un nombre positif égal à :
$a$ si $a$ est positif ;
$(-a)$ si $a$ est négatif.
Exemples :
La valeur absolue de $4,5$ est $4,5$.
La valeur absolue de $(-5)$ est $5$.
C) Repérage sur une droite graduée
Définition : Sur une droite graduée, la distance à zéro d’un nombre relatif correspond à la distance entre ce point et l’origine de la droite.
Exemple : Sur cette droite graduée, l’abscisse de $A$ est $(−2)$, l’abscisse de $B$ est $2$.
La distance à zéro du nombre $(−2)$ est $2$. La distance à zéro du nombre $2$ est $2$.
Remarque : Sur la droite graduée ci-dessus, les points $A$ et $B$ sont symétriques par rapport à l’origine $O$. Les nombres $2$ et $(−2)$ sont opposés.
D) Comparer des nombres relatifs
Règles :
Si deux nombres sont positifs, le plus grand est celui qui est le plus éloigné de zéro.
Un nombre négatif est toujours plus petit qu’un nombre positif.
Si deux nombres sont négatifs, le plus grand est celui qui est le plus proche de zéro.
Exemples :
$-5,3<-3$
$-200<7,01$
$4,49<4,7$
E) Repérage dans le plan
Définition : Un repère du plan est constitué de deux droites graduées (ou axes) de même origine $O$. $O$ est l’origine du repère.
Définition : Dans un repère, chaque point est repéré par deux nombres relatifs :
Le premier nombre, lu sur l’axe horizontal, est appelé l’abscisse du point.
Le second nombre, lu sur l’axe vertical, est appelé l’ordonnée du point.
Exemple :
Les coordonnées du point $A$ sont : $(\textcolor{red}{-4};\textcolor{green}{3})$. L’abscisse de $A $est $(−4)$. L’ordonnée de $A $est $3$.
Bilan : Dans ce chapitre, je dois savoir :
Lire l’abscisse d’un point sur une droite graduée ou placer un point d’abscisse donnée sur cette droite graduée.
Comparer des nombres relatifs.
Ranger des nombres relatifs dans l’ordre croissant ou décroissant.
Lire les coordonnées d’un point dans un repère ou placer un point de coordonnées données dans ce repère.
Définition : Une proportion est la valeur qui exprime le rapport $\dfrac{\text{partie}}{\text{tout}}$.
Exemple : Dans un groupe de 40 personnes, 18 ne possèdent pas de smartphone. La proportion de personnes ne possédant pas de smartphone est $\dfrac{18}{40}$.
B) Appliquer un pourcentage
Définition : Un pourcentage traduit une situation de proportionnalité où la quantité totale est ramenée à .
Propriété : Pour calculer $p\%$ d’une quantité, on multiplie cette quantité par $\dfrac{p}{100}$.
Définition : Le nombre $a$ est divisible par le nombre $b$ ($b\neq 0$) si le reste de la division euclidienne de $a$ par $b$ est $0$. On a donc : \[a=b\times q\]
$b$ et $q$ sont des diviseurs de $a$.
$a$ est un multiple de $b$.
Exemple : 56 = 7 x 8.
7 et 8 sont des diviseurs de 56.
56 est un multiple de 7 et un multiple de 8.
Critères de divisibilité :
Un nombre entier est divisible par 2 lorsque son chiffre des unités est 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8.
Un nombre entier est divisible par 5 lorsque son chiffre des unités est 0 ou 5.
Un nombre entier est divisible par 10 lorsque son chiffre des unités est 0.
Un nombre entier est divisible par 3 lorsque la somme de ses chiffres est un multiple de 3.
Un nombre entier est divisible par 9 lorsque la somme de ses chiffres est un multiple de 9.
B) Nombres premiers
Définition : Un nombre premier est un nombre qui n’a que deux diviseurs : 1 et lui-même.
Exemples :
12 n’est pas un nombre premier car il est divisible par 1, 2, 3, 4, 6, 12.
1 n’est pas un nombre premier car il admet un seul diviseur, lui-même.
0 n’est pas un nombre premier car il est divisible par n’importe quel nombre non-nul.
2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29 sont tous les nombres premiers inférieurs à 30.
C) Décomposition en produit de facteurs premiers
Propriété (admise) : Un nombre entier supérieur ou égal à 2 se décompose en produit de facteurs premiers. Cette décomposition est unique, à l’ordre près.
Exemple : Décomposition de 90 en produit de facteurs premiers.
$90=2\times 45$
$90=2\times 3\times 15$
$90=2\times 3\times 3\times 5$
Exemple : La décomposition en produit de facteurs premiers permet de simplifier une fraction. \[\dfrac{76}{90}=\dfrac{2\times 2\times 19}{2\times 3\times 3\times 5}=\dfrac{2\times 19}{3\times 3\times 5}=\dfrac{38}{45}\]
Propriété : Dans un triangle, la somme des longueurs de deux côtés est supérieure à la longueur du troisième côté.
Exemple : Dans un triangle $ABC$, on a :
\[AC+CB>\textcolor{blue}{AB}\]
\[AB+BC>\textcolor{green}{AC}\]
\[BA+AC>\textcolor{red}{BC}\]
Conséquence : Cela signifie que pour pouvoir construire un triangle dont on donne les longueurs des trois côtés, il suffit de vérifier que la somme des deux plus petites longueurs est supérieure à la troisième.
Exemples :
Peut-on construire un triangle $ABC$ tel que $AB = 8~\text{cm}$, $AC =4~\text{cm}$ et $BC = 2~\text{cm}$ ? $AC +BC = 4~\text{cm}+2~\text{cm}= 6~\text{cm}$ et $AB = 8~\text{cm}$. Donc $AC +BC < AB$ et on ne peut donc pas construire le triangle $ABC$.
Peut-on construire un triangle $EFG$ tel que $EF = 7,2~\text{cm}$, $EG = 4,5~\text{cm}$ et $FG = 3,3~\text{cm}$ ?
$EG +GF = 4,5~\text{cm}+3,3~\text{cm}= 7,8~\text{cm}$ et $EF = 7,2~\text{cm}$. Donc $EG +GF > EF$ et on peut construire le triangle $EFG$.
Propriétés :
Si un point $B$ appartient à un segment $[AC]$ alors $\textcolor{red}{AB} + \textcolor{green}{BC} = AC$.
Si $A$, $B$, $C$ sont trois points tels que $\textcolor{red}{AB} + \textcolor{green}{BC} = AC$ alors le point $B$ appartient au segment $[AC]$.
Bilan : Dans ce chapitre, je dois savoir :
Utiliser l’inégalité triangulaire pour justifier qu’un triangle est constructible ou non.
Construire des triangles dont on connaît les longueurs des 3 côtés.
Définition : Une situation où l’on étudie deux grandeurs est dite de proportionnalité lorsqu’on obtient les valeurs prises par une grandeur en multipliant par un même nombre non nul les valeurs prises par l’autre. Ce nombre est appelé le coefficient de proportionnalité.
Exemples :
La situation ci-dessous est une situation de proportionnalité : 1 kg de cerises coûte 1,30 € , 2 kg de cerises coûtent 2,60 € et 0,5 kg de cerises coûte 0,65 € .
Le coefficient de proportionnalité est 1,3.
La situation ci-dessous n’est pas une situation de proportionnalité : Le prix de location d’un vélo est de 17 € pour 2 heures et de 38 € pour 5 heures. \[2\times 8,5=17\]\[5\times 8,5=42,5\neq38\]
Ce n’est pas une situation de proportionnalité.
B) D'autres méthodes de résolution d'un problème de proportionnalité
Utiliser le coefficient de proportionnalité permet de résoudre un problème de proportionnalité. Mais ce n’est pas la seule méthode…
Propriété : Pour résoudre un problème de proportionnalité, on peut utiliser :
l’addition (ou la soustraction) de quantités ;
la multiplication (ou la division) d’une quantité par un nombre non nul ;
le retour à l’unité.
Exemples : 4 kg de cerises coûtent 11,20 euros.
Combien coûtent 12 kg de cerises ?On peut ici utiliser la multiplication d’une quantité par un nombre non nul :
On remarque que : $4~\text{kg}\times 3=12~\text{kg}$.
Ainsi, le prix de 12 kg de cerises est égal à : $11,20~\text{€} \times 3=33,60~\text{€}$
2. Combien coûte 16 kg de cerises ?
On peut utiliser ici l’addition de quantités : On remarque que $4~\text{kg}+12~\text{kg}=16~\text{kg}$. Ainsi, le prix de 16 kg de cerises est égal à : $11,20~\text{€}+33,60~\text{€}=44,80~\text{€}$
3. Combien coûte 5 kg de cerises ?
On peut utiliser ici le retour à l’unité : 4 kg de cerises coûtent 11,20 € donc 1 kg de cerises coûte : $11,20~\text{kg}\div 4=2,80~\text{€}$ 5 kg de cerises coûtent alors « 5 fois plus cher » : $2,80~\text{€}\times 5=14~\text{€}$
Remarque : Dans l’exemple précédent, la méthode du retour à l’unité permet de trouver le coefficient de proportionnalité. 2,80 est le nombre qui permet de passer de la masse de cerises achetées au prix à payer.
C) Reconnaître une situation de proportionnalité à partir d'un tableau ou d'un graphique
Exemple : Voici le prix des photos dans un photomaton. Ce tableau est-il un tableau de proportionnalité ?
\[8\div 20=0,4\]\[12\div 30=0,4\]\[24\div 60=0,4\]Ce tableau est bien un tableau de proportionnalité : le prix est bien proportionnel au nombre de photos.
Propriétés (admises) :
Dans un repère, toute situation de proportionnalité se représente graphiquement par des points alignés avec l’origine du repère.
Dans un repère, tout graphique dont les points sont alignés avec l’origine du repère représente une situation de proportionnalité.
Exemples : Le(s)quel(s) de ces trois graphiques représentent une situation de proportionnalité ?
Cas 1 : Les points sont alignés avec l’origine du repère donc c’est une situation de proportionnalité.
Cas 2 : Les points sont alignés mais pas avec l’origine du repère donc ce n’est pas une situation de proportionnalité.
Cas 3 : Les points ne sont pas alignés donc ce n’est pas une situation de proportionnalité.
Bilan : Dans ce chapitre, je dois savoir :
Reconnaître une situation de proportionnalité.
Compléter un tableau de proportionnalité.
Résoudre un problème relevant de la proportionnalité en utilisant la méthode la plus efficace.
Reconnaître une situation de proportionnalité à partir d’un tableau ou d’un graphique.
Définition : Effectuer la division euclidienne d’un nombre entier, appelé le dividende, par un nombre entier différent de $0$, appelé le diviseur, revient à trouver deux nombres entiers, appelés le quotientet le reste, vérifiant : \[\text{Dividende}=\text{Diviseur}\times \text{Quotient}+\text{Reste}~~~~~~\text{avec Reste < Diviseur}\]
Exemple :
\[213=8\times 26+5\]
$213$ est le dividende.
$8$ est le diviseur.
$26$ est le quotient.
$5$ est le reste.
B) Critères de divisibilité
Définition : Le nombre a est divisible par le nombre $b$ ($b\neq 0$) si le reste de la division euclidienne de $a$ par $b$ est $0$. On a donc $a = b\times q$. • $b$ et $q$ sont des diviseurs de $a$. • $a$ est un multiple de $b$.
Exemple : $65=13\times 5$. On peut alors dire:
$65$ est un multiple de $13$.
$65$ est divisible par $13$.
$13$ est un diviseur de $65$.
Propriétés :
Un nombre entier est divisible par 2 lorsque son chiffre des unités est 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8.
Un nombre entier est divisible par 5 lorsque son chiffre des unités est 0 ou 5.
Un nombre entier est divisible par 10 lorsque son chiffre des unités est 0.
Un nombre entier est divisible par 3 lorsque la somme de ses chiffres est divisible par 3.
Un nombre entier est divisible par 9 lorsque la somme de ses chiffres est divisible par 9.
Exemples :
$5~430$ est divisible par 2, par 5 et par 10 car son chiffre des unités est 0.
$93$ est divisible par 3 car $9+3=12$ et 12 est un multiple de 3.
$135$ est divisible par 3 et par 9 car $1+3+5=9$ et 9 est un multiple de 3 et de 9.
C) La division décimale
Définition : Soit $a$ un nombre décimal et $b$ un nombre entier non nul. On appelle quotientde $a$ par $b$ le nombre qui, multiplié par $b$, donne $a$. $a\div b=♦$ signifie que $b\times ♦=a$. Le nombre $♦$ est le quotient de $a$ par $b$.
Propriété : Un quotient ne change pas quand on multiplie (ou divise) son numérateur et son dénominateur par un même nombre non nul.
Démonstration : Démontrons que $\dfrac{3}{2}=\dfrac{15}{10}$. $\dfrac{3}{2}\times 10=\dfrac{3}{2}\times 2\times 5$. Or, $\dfrac{3}{2}\times 2=3$. On peut donc écrire : $\dfrac{3}{2}\times 10=3\times 5=15$. Par définition du quotient, on a donc que $\dfrac{3}{2}=\dfrac{15}{10}$, puisque $\dfrac{3}{2}$ multiplié par 10 donne 15.
Règle : Pour calculer le quotient d’un nombre décimal par un nombre décimal, on applique la propriété précédente pour obtenir un diviseur entier.
Exemples : Calculer $9,54\div 1,8$.
On ne sait pas poser cette division car le diviseur est un nombre écrit avec une écriture décimale. On utilise la propriété précédente pour écrire ce quotient avec un diviseur sous la forme d’un nombre entier :
Définition : $a$ et $b$ désignent deux nombres avec $b \neq 0$. Le quotient de $a$ par $b$ est le nombre qui, multiplié par $b$, donne $a$. On le note $a \div b$ ou en écriture fractionnaire : $\dfrac{a}{b}$.
Exemple : Compléter l’égalité ci-dessous : \[3\times…=4\]\[3\times\dfrac{4}{3}=4\]
Exemples :
$\dfrac{3}{4}=3\div 4=0,75$ (le quotient s’écrit sous forme d’un nombre décimal).
$\dfrac{11}{6}\approx 1,833$ (le quotient ne s’écrit pas sous forme d’un nombre décimal. On donne ici une valeur approchée au millième près).
B) Placer une fraction sur une demi-droite graduée
Exemple : Pour placer sur la demi-droite graduée ci-dessous, les fractions $\dfrac{1}{3}$ et $\dfrac{7}{3}$, il faut couper l’unité en 3 parties égales.
C) Quotients égaux
Propriété : Un quotient ne change pas quand on multiplie (ou divise) son numérateur et son dénominateur par un même nombre non nul.
Démonstration : Démontrons que $\dfrac{3}{2}=\dfrac{15}{10}$. $\dfrac{3}{2}\times 10=\dfrac{3}{2}\times 2\times 5$. Or, $\dfrac{3}{2}\times 2=3$. On peut donc écrire : $\dfrac{3}{2}\times 10=3\times 5=15$. Par définition du quotient, on a donc que $\dfrac{3}{2}=\dfrac{15}{10}$, puisque $\dfrac{3}{2}$ multiplié par 10 donne 15.
Remarque : Pour calculer le quotient d’un nombre décimal par un nombre décimal, on applique la propriété précédente pour obtenir un diviseur entier.
Exemples : Calculer $9,54\div 1,8$.
On ne sait pas poser cette division car le diviseur est un nombre écrit avec une écriture décimale. On utilise la propriété précédente pour écrire ce quotient avec un diviseur sous la forme d’un nombre entier :
Remarque : Il est utile de connaître certains critères de divisibilité pour simplifier une fraction.
Propriétés :
Un nombre entier est divisible par 2 lorsque son chiffre des unités est 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8.
Un nombre entier est divisible par 5 lorsque son chiffre des unités est 0 ou 5.
Un nombre entier est divisible par 10 lorsque son chiffre des unités est 0.
Un nombre entier est divisible par 3 lorsque la somme de ses chiffres est divisible par 3.
Un nombre entier est divisible par 9 lorsque la somme de ses chiffres est divisible par 9.
Bilan : Dans ce chapitre, je dois savoir : • Donner l’écriture décimale d’un quotient. • Placer une fraction sur une demi-droite graduée. • Compléter des égalités du type $3\times …=4$. • Compléter des égalités du type $\dfrac{8}{5}=\dfrac{…}{45}$. • Déterminer si deux quotients sont égaux ou non. • Résoudre des problèmes de proportion. • Simplifier une fraction.
Définition : Deux figures sont symétriques par rapport à un point $O$ lorsqu’elles se superposent en effectuant un demi-tour autour de ce point. On dit que $O$ est le centre de la symétrie.
Exemple :
B) Symétrique d'un point
Définition : Le symétrique d’un point $M$ par rapport à un point $O$ est le point $M’$ tel que le point $O$ est le milieu du segment $[MM’]$.
Remarque : Dans la symétrie de centre $O$, le symétrique du point $O$ est lui-même.
Exemple : Tracer le symétrique $A’$ du point $A$ par rapport au point $O$ en utilisant le quadrillage.
Exemple : Tracer le symétrique $A’$ du point $A$ par rapport au point $O$ en utilisant la règle et le compas.
C) Propriétés de la symétrie centrale
Propriétés : La symétrie centrale conserve : • les longueurs ; • l’alignement des points ; • les mesures des angles ; • les aires.
Exemple :
$AB=A’B’$, $BC=B’C’$, $AC=A’C’$.
Les points $A$, $E$ et $B$ sont alignés. Il en est de même des points $A’$, $E’$ et $B’$.
$\widehat{ABC}=90°$ donc $\widehat{A’B’C’}=90°$.
Les triangles $ABC$ et $A’B’C’$ ont la même aire.
Propriété : Le symétrique d’une droite par rapport à un point est une droite parallèle.
Exemple : Les droites $(d’)$ et $(d)$ sont symétriques par rapport au point $O$. Elles sont donc parallèles.
Propriété : Le symétrique d’un segment par rapport à un point est un segment de même longueur.
Exemple : Les segments $[AB]$ et $[A’B’]$ sont symétriques par rapport au point $O$. Ils ont donc la même longueur.
Propriété : Le symétrique d’un cercle par rapport à un point est un cercle de même rayon. Leurs centres sont symétriques par rapport à ce point.
Exemple : Les cercles $C$ et $C’$ sont symétriques par rapport au point $O$. Ils ont donc le même rayon.
D) Centre de symétrie d'une figure
Propriété : Un point $O$ est centre de symétrie d’une figure lorsque cette figure est sa propre symétrique par rapport au point $O$.
Exemple : La figure ci-dessous possède un centre de symétrie : le point $O$.
Bilan : Dans ce chapitre, je dois : • Savoir construire le symétrique d’un point à la règle et au compas ou avec l’aide d’un quadrillage. • Savoir construire le symétrique d’une figure à la règle et au compas ou avec l’aide d’un quadrillage. • Connaître et savoir utiliser les propriétés de la symétrie centrale. • Savoir reconnaître si une figure possède ou non un centre de symétrie.
Règle : Si la suite de calculs sans parenthèses ne comporte que des additions et des soustractions (ou que des multiplications et des divisions), on effectue les calculs dans l’ordre de la gauche vers la droite.
Définition : L’échelled’un plan est le coefficient de proportionnalité entre les distances sur le plan et les distances réelles, exprimées dans la même unité: \[\dfrac{\text{distance sur le plan}}{\text{distance réelle}}\]
Exemple : Sur une carte à l’échelle $\dfrac{1}{1~000}$, $1~\text{cm}$ sur la carte représente $1~000~\text{cm}$ dans la réalité, c’est à dire $10~\text{m}$.
$4,2~\text{cm}$ sur la carte représentent dans la réalité $4,2\times 10 ~\text{m}=42~\text{m}$.
Définition : Un triangle rectangle est un triangle qui a un angle droit.
Vocabulaire : Dans un triangle rectangle, le côté opposé à l’angle droit est appelé hypoténuse.
Exemple : Le triangle $ABC$ est rectangle en $B$ :
Définition : Un triangle isocèle a deux côtés de même longueur.
Vocabulaire : Dans un triangle isocèle :
Le sommet commun aux côtés de même longueur est appelé le sommet principal.
Le côté opposé au sommet principal est appelé la base.
Exemple : Le triangle $DEF$ est isocèle en $F$.
Remarque : Un triangle peut être à la fois isocèle et rectangle.
Exemple : Le triangle $GHI$ est rectangle isocèle en $G$ :
Propriétés :
Un triangle isocèle a un axe de symétrie : la médiatrice de sa base.
Dans un triangle isocèle, les angles à la base ont la même mesure.
Exemple : Dans le triangle $ABC$ isocèle en $A$ :
La droite $(AI)$ est la médiatrice de la base $[BC]$ et l’axe de symétrie du triangle $ABC$.
Les angles à la base $\widehat{ABC}$ et $\widehat{ACB}$ ont la même mesure : $\widehat{ABC}=\widehat{ACB}$
Propriétés réciproques (admises) :
Un triangle qui possède un axe de symétrie est isocèle.
Un triangle qui a deux angles de même mesure est isocèle.
Définition : Un triangle équilatérala trois côtés de même longueur.
Exemple : Le triangle $I JK$ est équilatéral.
Propriétés :
Un triangle équilatéral a 3 axes de symétrie : les médiatrices de ses côtés.
Dans un triangle équilatéral, tous les angles ont la même mesure.
Exemple : Dans le triangle équilatéral $I JK$ :
Les droites $(d_{1})$, $(d_{2})$ et $(d_{3})$, médiatrices respectives des côtés $[IK]$, $[KJ]$ et $[IJ]$, sont les axes de symétries.
$\widehat{IJK}=\widehat{IKJ}=\widehat{KIJ}$.
Propriétés réciproques (admises) :
Un triangle qui possède 3 axes de symétrie est équilatéral.
Un triangle qui a ses 3 angles de même mesure est un triangle équilatéral.
B) Cercle circonscrit à un triangle
Propriété : Les médiatrices des trois côtés d’un triangle se coupent en un même point. On dit qu’elles sont concourantes.
Définition : Ce point d’intersection est le centre d’un cercle qui passe par les trois sommets du triangle. Ce cercle est le cercle circonscrit au triangle.
Exemple : Cercle circonscrit de centre O à un triangle ABC. (O est à l’extérieur du triangle ABC).
Exemple : Cercle circonscrit de centre O à un triangle ABC. (O est à l’intérieur du triangle ABC).
C) Somme des mesures des angles d'un triangle
Propriété : Dans un triangle, la somme des mesures des trois angles est égale à $180\text{°}$.
Exemple : Calculer la mesure de l’angle $\widehat{DEF}$.
Dans un triangle, la somme des mesures des angles égales $180\text{°}$. Ainsi : $\widehat{DEF}+\widehat{DFE}+\widehat{FDE}=180\text{°}$ $\widehat{DEF}+36\text{°}+20\text{°}=180\text{°}$ $\widehat{DEF}=180\text{°}-(20\text{°}+36\text{°})$ $\widehat{DEF}=180\text{°}-56\text{°}$ $\widehat{DEF}=124\text{°}$
Exemple : Le triangle $IJK$ est rectangle isocèle en $I$. Calculer la mesure de l’angle $\widehat{IKJ}$.
$IKJ$ est isocèle en $I$ donc ses angles à la base ont la même mesure. Ainsi, $\widehat{IKJ}=\widehat{IJK}$. Ainsi : $\widehat{IKJ}=\dfrac{180\text{°}-90\text{°}}{2}=45\text{°}$
Propriété : Si un triangle est équilatéral alors chacun de ses angles mesure $60\text{°}$.
Définition : Une expérience est dite aléatoire lorsqu’on ne peut pas prévoir avec certitude le résultat (ou issue).
Définition : Un événement est constitué par certaines issues d’une expérience aléatoire.
Exemples : Dans chacune des situations ci-dessous, plusieurs issues (ou résultats) sont possibles.
Lancer une pièce équilibrée est une expérience aléatoire. Cette expérience a deux issues : pile ou face.
Tirer une boule dans une urne est une expérience aléatoire. Cette expérience a deux issues : rouge ou jaune.
Dans le troisième exemple, on peut s’intéresser à l’événement « obtenir un nombre impair ». On a $6$ chances sur $8$ d’obtenir un nombre impair.
B) Notion de probabilité
Exemples : Retour à l’exemple précédent :
Dans le premier exemple, on a $1$ chance sur $2$ de tirer « Pile ». On dira alors que la probabilité de cette issue est égale à $\dfrac{1}{2}$.
Dans le deuxième exemple, la probabilité de tirer une boule rouge est de $\dfrac{3}{5}$. Il y a $60$ % de chance d’obtenir une boule rouge.
Dans le troisième exemple, la probabilité de tomber sur une case comportant le chiffre $1$ est $\dfrac{2}{8}$
Définition : La probabilité d’une issue est égale au quotient de nombre d’issues favorables (issues dans lesquelles on obtient le résultat) par le nombre total d’issues possibles.
On peut ainsi positionner un événement sur une échelle de probabilité graduée de 0 à 1 :
Propriétés :
La probabilité d’une issue est un nombre compris entre $0$ et $1$.
La somme des probabilités des issues d’une expérience aléatoire est égale à $1$.
Exemple : En reprenant l’exemple de la roue de loterie des exemples précédents : $\dfrac{2}{8}+\dfrac{1}{8}+\dfrac{3}{8}+\dfrac{1}{8}+\dfrac{1}{8}=\dfrac{2+1+3+1+1}{8}=\dfrac{8}{8}=1$
Remarques :
Une probabilité peut s’exprimer sous diverses formes (décimale, fractionnaire, pourcentage).
En classe de 6e, on étudie des expériences aléatoires où toutes les issues ont la même probabilité. On appelle ces expériences des situations d’équiprobabilité.
C) Expérimentation du hasard
Lorsqu’on répète un grand nombre de fois une expérience aléatoire, on observe que la proportion de réalisations d’une issue est proche de la probabilité de cette issue.
Exemple : Une expérience aléatoire consiste à lancer deux fois une pièce de monnaie équilibrée et à noter le résultat obtenu : deux fois Face, Pile puis Face, Face puis Pile, deux fois Pile. On peut représenter la situation à l’aide d’un arbre ou d’un tableau :
On réalise 500 fois cette simulation avec le logiciel Scratch. On observe que la proportion d’apparition de deux fois Pile est 0,247, celle proportion est proche de la probabilité égale à 0,25 d’obtenir deux fois Pile lors du lancer des deux pièces.
A) Symétrique d'une droite, d'un segment, d'un cercle
Propriété : Le symétrique d’une droite par rapport à une droite est une droite ( la symétrie axiale conserve l’alignement des points).
Exemple : Le symétrique de la droite ($\Delta$ ) par rapport à la droite $(d)$ est la droite ($\Delta$ ‘).
Propriété : Le symétrique d’un segment par rapport à une droite est un segment de même longueur.
Exemple : Le symétrique du segment $[AB]$ par rapport à la droite $(d)$ est le segment $[A’B’]$ avec $AB=A’B’$.
Propriété : Le symétrique d’un cercle par rapport à une droite est un cercle de même rayon. Leurs centres sont symétriques par rapport à cette droite.
Exemple : Le symétrique du cercle $C$ par rapport à la droite $(d)$ est le cercle $C’$ de même rayon. Les centres respectifs $O$ et $O’$ des cercles $C$ et $C’$ sont symétriques par rapport à la droite $(d)$.
Propriété : La symétrie axiale conserve également les mesures d’angles et les aires.
B) Propriétés de la médiatrice d'un segment
Propriété : Si un point appartient à la médiatrice d’un segment, alors il est équidistant des extrémités de ce segment.
Exemple :
Propriété (admise) : Si un point est équidistant des extrémités d’un segment, alors ce point appartient à la médiatrice de ce segment.
Exemple :
Exemple : Une deuxième méthode de construction de la médiatrice d’un segment au compas :
C) Une deuxième construction du symétrique d’un point
Exemple : Construction à la règle et au compas du symétrique d’un point par rapport à une droite.
Définition : $p$ désigne un nombre entier. Le pourcentage $p$ pour cent , noté $p\%$ est égal à la fraction $\dfrac{p}{100}$.
Remarque : Un pourcentage traduit une situation de proportionnalité où la quantité totale est ramenée à $100$.
Exemple : Dire qu’il y a $15 \%$ de sucre dans un gâteau signifie que la masse du sucre est proportionnelle à celle du gâteau et qu’il y a $15$ g de sucre dans $100$ g de gâteau.
Exemple : Sur une tablette de chocolat noir, on lit : « $72 \%$ de cacao ». Cela signifie que $100 $ g de chocolat contiennent $72 $ g de cacao. Pour connaître la quantité de cacao contenue dans une tablette de $250 $ g, il faut calculer $72 \%$ de $250$. Pour cela, on peut utiliser un tableau de proportionnalité :
Il y a donc $180 $ g de cacao dans cette tablette de chocolat.
Ainsi, pour calculer $72 \%$ de $250 $ g, on peut multiplier $250$ par $\dfrac{72}{100}$: \[\dfrac{72}{100}\times 250=0,72\times 250=180\]
Propriété : Pour calculer $p \%$ d’une quantité, on multiplie cette quantité par $\dfrac{p}{100}$.
Cas particuliers :
Pour calculer $50 \%$ d’une quantité, on la divise par $2$.
Pour calculer $25 \%$ d’une quantité, on la divise par $4$.
Pour calculer $10 \%$ d’une quantité, on la divise par $10$.
B) Calculer un pourcentage
Exemple : Dans un collège de 400 élèves, il y a 120 demi-pensionnaires. Calculer le pourcentage d’élèves demi-pensionnaires.\\
La proportion d’élèves demi-pensionnaires est égale à : \[\dfrac{120}{400}=\dfrac{120\div 4}{400\div 4}=\dfrac{30}{100}\]Il y a donc 30\% des élèves qui sont demi-pensionnaires dans ce collège.
Définition : La mesure du temps entre deux instants s’appelle sa durée.
Exemple : Une séance de cinéma commence à 17 h 40 et se termine à 19 h 10. Pour connaître la durée de cette séance, on peut utiliser la ligne de temps ci-dessous.
$20~\text{min}+ 1~\text{h}~10~\text{min} = 1~\text{h}~30~\text{min}$. Donc cette séance a duré $1~\text{h}~30~\text{min}$.
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