6e · Géométrie · Chapitre 10 — Les triangles

Construire un triangle

Feuille d'exercices n°2 — Les 3 méthodes de construction, mélangées

Compas Rapporteur Cas mélangés

📌 Les 3 méthodes de construction

① Je connais les 3 côtés
Tracer un côté à la règle graduée, puis placer le 3e sommet au compas : un arc de cercle depuis chaque extrémité, à la bonne longueur.
② Je connais 2 côtés et l'angle compris
Tracer un premier côté, placer l'angle donné au rapporteur à une extrémité, puis reporter le 2e côté sur cette demi-droite.
③ Je connais 1 côté et 2 angles
Tracer le côté, puis tracer au rapporteur les deux angles donnés à chaque extrémité : le 3e sommet est à l'intersection des deux demi-droites.
⚠️ Un triangle n'est pas toujours constructible : la plus grande longueur doit être plus petite que la somme des deux autres, et deux angles donnés doivent avoir une somme inférieure à 180°. On commence toujours par une figure à main levée pour prévoir l'allure du triangle.
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Exercice 1 / 6

Méthode ① 3 côtés — au compas
✓ Vu

Construire les triangles suivants sur une feuille blanche, à la règle graduée et au compas.

a) Triangle DEF tel que DE = 7 cm ; DF = 5 cm et EF = 4 cm.
b) Triangle GHI tel que GH = 5 cm ; GI = 5 cm et HI = 3 cm.
c) Triangle JKL tel que JK = 8 cm ; JL = 3 cm et KL = 2 cm. Ce triangle est-il constructible ? Justifier sans essayer de le tracer.

💡 Indices

Trace d'abord le côté dont tu connais la longueur, entre les deux sommets qui te servent de base. Les deux autres longueurs se placent ensuite au compas.
Compare la plus grande longueur (JK = 8 cm) à la somme des deux autres (JL + KL). Si la plus grande dépasse cette somme, les deux arcs de cercle ne se croiseront jamais.
a) Triangle DEF
  1. Tracer le segment [DE] = 7 cm à la règle graduée.
  2. Régler l'écartement du compas sur 5 cm. Piquer la pointe en D et tracer un arc de cercle.
  3. Régler l'écartement du compas sur 4 cm. Piquer la pointe en E et tracer un arc de cercle.
  4. Le point F est à l'intersection des deux arcs. Le relier à D et à E.
D E F 7 cm 5 cm 4 cm
Le triangle DEF obtenu
b) Triangle GHI
G H I 5 cm 5 cm 3 cm
Le triangle GHI obtenu
c) Triangle JKL — impossible

La plus grande longueur est JK = 8 cm. La somme des deux autres est JL + KL = 3 + 2 = 5 cm.

8 cm > 5 cm : la plus grande longueur dépasse la somme des deux autres. Les arcs de cercle tracés depuis J et K ne se croiseront jamais : ce triangle n'est pas constructible.

Exercice 2 / 6

Méthode ② 2 côtés + angle compris
✓ Vu

Construire les triangles suivants à la règle graduée et au rapporteur.

a) Triangle MNP tel que MN = 6 cm ; MP = 4 cm et \(\widehat{NMP} = 60°\).
b) Triangle RST tel que RS = 5 cm ; RT = 5 cm et \(\widehat{SRT} = 40°\).
c) Triangle UVW tel que UV = 7 cm ; UW = 3 cm et \(\widehat{VUW} = 110°\).

💡 Indices

L'angle donné est toujours celui compris entre les deux longueurs : trace d'abord le premier côté, place l'angle au sommet commun, puis reporte le second côté sur la nouvelle demi-droite.
Un angle de 110° est obtus (supérieur à 90°) : le rapporteur se place normalement, mais le troisième sommet se retrouve « penché » de l'autre côté par rapport à un angle aigu.
a) Triangle MNP
  1. Tracer le segment [MN] = 6 cm à la règle graduée.
  2. Placer le rapporteur en M, sur la demi-droite [MN), et repérer l'angle de 60°.
  3. Tracer la demi-droite issue de M passant par cette marque.
  4. Sur cette demi-droite, reporter la longueur MP = 4 cm au compas ou à la règle.
  5. Relier P à N pour terminer le triangle.
60° M N P 6 cm 4 cm
Le triangle MNP obtenu
b) Triangle RST
40° R S T 5 cm 5 cm
Le triangle RST obtenu
c) Triangle UVW
110° U V W 7 cm 3 cm
Le triangle UVW obtenu (angle obtus)

Exercice 3 / 6

Méthode ③ 1 côté + 2 angles
✓ Vu

Construire les triangles suivants au rapporteur.

a) Triangle ABC tel que BC = 6 cm ; \(\widehat{ABC} = 55°\) et \(\widehat{ACB} = 45°\).
b) Triangle DEF tel que DE = 5 cm ; \(\widehat{EDF} = 70°\) et \(\widehat{DEF} = 40°\).
c) Triangle GHI tel que GH = 5 cm ; \(\widehat{HGI} = 100°\) et \(\widehat{GHI} = 95°\). Ce triangle est-il constructible ? Justifier sans essayer de le tracer.

💡 Indices

Trace le côté connu, puis place chaque angle donné au rapporteur, à chaque extrémité de ce côté. Le 3e sommet apparaît où les deux demi-droites se croisent.
Additionne les deux angles donnés. Rappelle-toi que la somme des trois angles d'un triangle vaut 180° : que se passe-t-il si deux angles, à eux seuls, dépassent déjà ce total ?
a) Triangle ABC
  1. Tracer le segment [BC] = 6 cm à la règle graduée.
  2. Placer le rapporteur en B et tracer la demi-droite qui fait un angle de 55° avec [BC).
  3. Placer le rapporteur en C et tracer la demi-droite qui fait un angle de 45° avec [CB).
  4. Le point A est à l'intersection des deux demi-droites.
55° 45° B C A 6 cm
Le triangle ABC obtenu
b) Triangle DEF
70° 40° D E F 5 cm
Le triangle DEF obtenu
c) Triangle GHI — impossible

La somme des deux angles donnés est déjà \(\widehat{HGI}+\widehat{GHI} = 100°+95° = 195°\).

195° > 180° : or la somme des trois angles d'un triangle vaut toujours 180°. Deux angles ne peuvent donc jamais, à eux seuls, dépasser cette valeur. Ce triangle n'est pas constructible : les deux demi-droites tracées depuis G et H s'écartent l'une de l'autre et ne se croisent jamais du bon côté.

Exercice 4 / 6

Triangles particuliers Choisir la bonne méthode
✓ Vu

Construire les trois triangles particuliers suivants, en choisissant l'instrument le mieux adapté à chaque fois.

a) Triangle XYZ équilatéral de côté 5 cm.
b) Triangle ABC isocèle en A tel que AB = AC = 7 cm et BC = 5 cm.
c) Triangle XYZ (nouveau triangle) rectangle en X tel que XY = 6 cm et XZ = 4 cm.

💡 Indices

Un triangle équilatéral ou isocèle est toujours défini par 3 longueurs (même si l'énoncé parle d'angles égaux) : on utilise donc le compas, comme dans l'exercice 1.
Pour un angle droit, pas besoin de rapporteur : on utilise l'équerre, qui donne directement les 90°.
a) Triangle XYZ équilatéral
  1. Tracer le segment [XY] = 5 cm à la règle graduée.
  2. Régler le compas sur 5 cm. Piquer la pointe en X et tracer un arc de cercle.
  3. Sans changer l'écartement du compas, piquer la pointe en Y et tracer un second arc de cercle.
  4. Le point Z est à l'intersection des deux arcs.

Comme le compas garde le même écartement (5 cm) pour les deux arcs, on obtient directement XZ = YZ = XY = 5 cm.

Z X Y 5 cm
Le triangle XYZ obtenu (équilatéral)
b) Triangle ABC isocèle en A
  1. Tracer le segment [BC] = 5 cm à la règle graduée.
  2. Régler le compas sur 7 cm. Piquer la pointe en B et tracer un arc de cercle.
  3. Sans changer l'écartement du compas, piquer la pointe en C et tracer un second arc de cercle.
  4. Le point A est à l'intersection des deux arcs.
A B C 7 cm 7 cm 5 cm
Le triangle ABC obtenu (isocèle en A)
c) Triangle XYZ rectangle en X
  1. Tracer le segment [XY] = 6 cm à la règle graduée.
  2. Placer l'équerre en X de façon à ce qu'un de ses côtés soit posé sur la droite (XY) : l'autre côté de l'équerre indique alors la direction perpendiculaire.
  3. Tracer, le long de l'équerre, la demi-droite perpendiculaire à (XY) passant par X.
  4. Reporter sur cette demi-droite la longueur XZ = 4 cm à la règle ou au compas.
X Y Z 6 cm 4 cm
Le triangle XYZ obtenu (rectangle en X)

Exercice 5 / 6

Cas mélangés Identifier puis construire
✓ Vu

Pour chaque triangle, commencer par indiquer quelle méthode (①②③) utiliser, puis construire.

a) Triangle ABC tel que AB = 6 cm ; BC = 5 cm et AC = 4 cm.
b) Triangle DEF tel que DE = 5 cm ; DF = 3 cm et \(\widehat{EDF} = 70°\).
c) Triangle GHI tel que GH = 6 cm ; \(\widehat{HGI} = 50°\) et \(\widehat{GHI} = 60°\).
d) Triangle JKL isocèle en J tel que JK = JL = 5 cm et KL = 3 cm.
a) Triangle ABC

On connaît les 3 côtés → méthode ① (au compas). Tracer [AB] = 6 cm, puis placer C avec deux arcs de cercle (5 cm depuis B, 4 cm depuis A).

b) Triangle DEF

On connaît 2 côtés et l'angle compris entre eux → méthode ② (rapporteur + compas). Tracer [DE] = 5 cm, placer l'angle de 70° en D, puis reporter DF = 3 cm sur la nouvelle demi-droite.

c) Triangle GHI

On connaît 1 côté et 2 angles → méthode ③ (au rapporteur). Tracer [GH] = 6 cm, puis tracer les angles de 50° en G et 60° en H : I est à leur intersection.

d) Triangle JKL

Même si le triangle est isocèle, les données fournies sont 3 longueurs → méthode ① (au compas), exactement comme dans l'exercice 4b). Le type du triangle (isocèle, équilatéral...) ne change pas la méthode : c'est la nature des données (longueurs et/ou angles) qui la détermine.

Exercice 6 / 6

Bilan Problème et récapitulatif
✓ Vu
a) Un jardinier veut délimiter un parterre triangulaire ABC tel que AB = 4 m, \(\widehat{ABC} = 50°\) et BC = 3 m. Quelle méthode utiliser ? Construire ce triangle à l'échelle 1 cm pour 1 m.
b) Un autre triangle a pour mesures : XY = 6 cm, \(\widehat{XYZ} = 130°\) et \(\widehat{YZX} = 70°\). Ce triangle est-il constructible ? Justifier.
c) Pour chacune des situations ci-dessous, indiquer seulement la méthode à utiliser (① ② ou ③), sans construire :
— un triangle dont on connaît les 3 côtés ;
— un triangle dont on connaît une longueur et les 2 angles à ses extrémités ;
— un triangle dont on connaît 2 longueurs et l'angle qu'elles forment ;
— un triangle équilatéral de côté donné ;
— un triangle rectangle dont on connaît les 2 côtés de l'angle droit.

💡 Indices

L'angle en B est bien celui compris entre les deux longueurs données (BA et BC) : c'est exactement la situation de la méthode ②.
Additionne directement les deux angles donnés, sans te préoccuper du troisième pour l'instant.
a) Le parterre du jardinier

L'angle donné (en B) est compris entre les deux longueurs AB et BC → méthode ② (2 côtés + angle compris).

  1. Tracer [AB] = 4 cm (à l'échelle, pour 4 m).
  2. Placer le rapporteur en B et tracer la demi-droite qui fait un angle de 50° avec [BA).
  3. Reporter BC = 3 cm sur cette demi-droite.
  4. Relier C à A.
50° B A C 4 m 3 m
Le parterre ABC obtenu (échelle 1 cm ↔ 1 m)
b) Triangle XYZ — impossible

\(\widehat{XYZ}+\widehat{YZX} = 130°+70° = 200°\).

200° > 180° : ces deux angles à eux seuls dépassent déjà la somme totale des angles d'un triangle. Ce triangle n'est pas constructible.
c) Récapitulatif

— 3 côtés → méthode ① (compas)
— 1 longueur et 2 angles à ses extrémités → méthode ③ (rapporteur)
— 2 longueurs et l'angle compris → méthode ② (rapporteur + compas)
— équilatéral de côté donné → méthode ① (compas, même écartement pour les deux arcs)
— rectangle avec les 2 côtés de l'angle droit → équerre (pour l'angle droit) puis règle pour reporter les longueurs

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