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lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle.

Posté par
chocwoman
07-06-08 à 17:34

bonjour
j'essaie de démontrer le théorème de pythagore sans utiliser le produit scalaire ,c'est à dire avec la métode d'un carré ABCD ,ou on place L sur [AB] avec AL=b et LB=c.
de meme M sur [BC] avec BM=b ,
N sur CD avec CN=b
et P sur [DA] avec DP=b.
Mon souci est que je n'arrive pas à démonter que LMNP est un carré.
merci de vos réponses à l'avance

Posté par
jamo Moderateur
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 07-06-08 à 17:42

Bonjour,

un indice : la somme des 2 angles aigus dans un triangle rectangle est égale à 90° ...

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 07-06-08 à 22:10

salut, je pense que tu peux affirmer que les cotés LM,MN,NP et PL ont même longueur car les triangles ALP, BML, CNM et NDP sont semblables par construction.

ensuite il suffit de montrer qu'il y a un angle droit en L par exemple

Posté par
jamo Moderateur
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 07-06-08 à 22:30

Oui, mais si on veut placer cette démonstration au niveau collège, c'est un peu délicat de parler de triangle semblables ... d'ailleurs il faut plutot dire qu'ils sont isométriques ... mais ça ne change pas qu'on ne peut pas en parler en collège.

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 07-06-08 à 22:34

bonjour jamo

ils sont isométriques en effet et pas juste semblables, mais au collège si on prend un triangle et qu'on dessine le même à coté on admet que les longueurs sont les mêmes sans parler d'isométrie.Sinon comment justifier que les 4 longueurs sont identiques ?

Posté par
jamo Moderateur
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 07-06-08 à 22:41

Je crois qu'il faut plutot partir d'une autre manière : on dit qu'on prend 4 triangles rectangles identiques qu'on assemble pour former le carré ABCD. Donc LMNP est un losange (car les 4 hypoténuses sont égales) ... puis on démontre qu'il y a un angle droit pour démontrer que c'est un carré.

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 07-06-08 à 22:48

c'est vrai que c'est plus compréhensible comme ça, je vais noter ça dans ma leçon, d'ailleurs sur cette même leçon j'ai un soucis sur une proposition qui dit que si on considère le triangle ABC rectangle en A et H le projeté de A sur (BC), donc H sur le segment, alors on a les égalités:

BH/AB=AH/AC=AB/AC par exemple, comment le justifier sans utiliser qu'ils sont semblables et sans utiliser la trigonométrie ? (on la définit après)

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 07-06-08 à 22:49

je pensais utiliser le fait qu'ils sont semblables, voire utiliser thalès en les superposant

Posté par
chocwoman
re lecon 32 08-06-08 à 01:24

merci pour vos réponses.
si tu appelles H le pied de la hauteur issue de A,K deB.
et d le symétrique de A par rapport au milieu de [BC]
ABDC est un parallélogramme dont laire vaut le double de l'aire de ABC.
D'ou BK*AC=AH*BC
et AH/AC=BK/BC.

Posté par
jamo Moderateur
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 07:57

On peut aussi utiliser de la trigo.

Tout d'abord, on démontre qu'on a 3 triangles rectangles qui ont les mêmes angles (donc semblables mais sans utiliser ce mot). Puis en utilisant les cosinus ou sinus des angles, on obtient facilement ces égalités.

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 08:06

Bonjour,

c'est vrai que l'utilisation de l'aire est pratique, ici K c'est A puisque que le triangle est rectangle en A.Donc on peut montrer avec l'aire AH/AC=AB/AC , mais d'où sort le BH/AB ?

Sachant qu'on ne peut utiliser la trigo qui sera définie après, justement car ces rapports indiquent qu'on peut prendre n'importe quels triangles semblables pour un même angle.

lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle.

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 08:07

AH/AB=AB/BC pardon

Posté par
jamo Moderateur
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 08:12

Avec cette figure, on peut aussi démontrer que AH²=BH*HC.

Posté par
jamo Moderateur
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 08:15

As-tu jeté un oeil ici :

On y trouve cette leçon.

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 08:19

je me mélange les pinceaux là avec toutes les relations, si j'ai AH²=BH*HC

alors AH/CH=BH/AH  (tan ACB sans le dire)

ce doit être égal à AB/AC...

sinon comment montrer AH²=BH*HC ?

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 08:21

pour la leçon elle utilise le produit scalaire donc c'est plus niveau collège

Posté par
jamo Moderateur
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 09:00

Citation :
sinon comment montrer AH²=BH*HC ?


Ca se montre assez facilement en utilisant le théorème de Pythagore dans les 3 triangles rectangles.

BC²=AB²+AC²
(BH+HC)²=AB²+AC²

Or : AB²=AH²+BH² et AC²=AH²+HC²

DOnc :

BH²+HC²+2*BH*HC=AH²+BH²+AH²+HC²

2*BH*HC=2*AH²

CQFD !

Cette formule est sympa pour montrer comment determiner une racine carrée à la règle et au compas !

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 09:21

joli !

et le coup de la racine peut être une application intéressante dans la leçon, légèrement différente de la "spirale"

par contre, dernière question... comment je fais pour obtenir AH/HC = HB/AH = AC/AB

la première égalité vient de la formule démontrée ci dessus, mais la deuxième ? est possible sans trigonométrie ni une utilisation implicite de triangles semblables ?

Posté par
jamo Moderateur
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 09:23

Non, ça me semble difficile ...

A moins de séparer les 3 triangles, de les mettre les uns dans les autres (car ils ont les mêmes angles), et d'utiliser Thalès ...

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 09:25

ok, le truc maintenant c'est ai-je le droit d'utiliser le mot semblable dans la leçon...

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 09:33

enfin bon on peut s'en sortir en disant que des triangles sont semblables s'ils sont proportionnels (ou que les angles sont égaux 2 à 2) et que thalès donne l'égalité des rapports...

merci pour ton aide

Posté par
jamo Moderateur
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 09:36

A l'oral du Capes, tout dépend à quel niveau tu situes ton exposé.

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 09:41

niveau 3eme, je peux pousser à 2nd (les triangles semblables sont au programme je crois), mais pas au dessus sinon produit scalaire oblige...(à moins que ce soit au programme de 2nd aussi)

Posté par
jamo Moderateur
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 09:42

Le produit scalaire se voit en 1ère.

Méfie-toi, si tu dis que tu places ta leçon au niveau 3ème, et que tu utilises des notions de 2nde, sans le dire, ce sera mal vu.

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 09:46

le problème qui viens ici c'est que dans la leçon, on définit cos et sin d'un angle, donc niveau seconde c'est un peu trop haut, et troisième est trop bas pour parler de triangles semblables... je ne pense pas qu'il y ait une solution qui réponde à tous les critères, ou alors je parle de triangles de même forme et j'aurai aussi des questions dessus

Posté par
sloreviv
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 11:56

bonjour pour arriver à  AB/AH=AC/HC

on peut aussi les aires:
  Aire ABC=Aire(AHB)+Aire(AHC) donc en doublant ces aires

AB.AC=AH.(HC+HB)(on admet H entre B et C)
AB.AC=AH.(BC)
AB/AH=BC/AC

on eleve au carre ces deux fractions et on suppose qu'il savent que a/b=c/d=....(a-c)/(b-d)
AB²/AH²=BC²/AC²=(BC²-AB²)/(AC²-HA²)=AC²/HC²

donc AB/AH=AC/HC

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 15:33

bonjour,

très très efficace cette formule...

je retrouve toutes les égalités avec la formule de l'aire BC*AH= AB*AC et cette simple formule

soit BH/AB=AH/AC=AB/AC   AH/AB=CH/AC=AC/BC   AH/BH=CH/AH=AC/AB

enfin simple j'ai bataillé un peu pour la retrouver:

a/b=c/d => (a/b)*(b-d)= a- ad/b = a-c    (y a t'il plus intuitif comme démonstration ? )

je ne l'utilise jamais cette formule sur les proportions mais là j'avoue qu'elle est très utile

merci beaucoup

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 15:51

BH/AB=AH/AC=AB/BC   AH/AB=CH/AC=AC/BC   AH/BH=CH/AH=AC/AB plutot

Posté par
sloreviv
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 17:17

dans le temps...on aurait dit a/b=c/d donc notons k cette valeur a=kb;c=kd a-c=k(b-d) donc k=(a-c)/(b-d)

tres utile dans les exos genre :
on partage proportionnelement à l'age 310 bonbons entre trois enfants qui ont 16;27;19 ans (eh oui ! ils sont grands maintenant!!)a/16=b/27=c/19=(a+b+c)/62=310/62=5d'où a=5*16=80;b=27*5=135;c=19*5=95

Posté par
orelo
re : lecon 32 :relations métriques dans un triangle rectangle. 08-06-08 à 17:46

en effet cette démonstration est plus simple.

l'exemple est aussi intéressant, cela évite des calculs et de se mélanger entre les proportions

encore merci



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