Première Spé Maths / Chapitre 7 : Produit scalaire
Fiche 3 : théorèmes de la médiane et d'Al-Kashi
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Six exercices pour maîtriser Al-Kashi, le milieu I I I et le projeté orthogonal :
longueur avec Al-Kashi ;
angles d'un triangle de côtés donnés ;
longueur d'une médiane et ensemble de points avec le milieu I I I ;
projeté orthogonal, hauteur et aire ;
un problème d'arpentage ;
vrai/faux.
Toutes les corrections sont rédigées comme on l'attend d'une bonne copie :
la formule (Al-Kashi, produit scalaire, Pythagore) est écrite avec le bon triangle ;
les valeurs sont remplacées ligne par ligne ;
les unités et les arrondis sont précisés.
💡 Le modèle de rédaction pour Al-Kashi
« Dans le triangle A B C ABC A B C , d'après la formule d'Al-Kashi : B C 2 = A B 2 + A C 2 − 2 A B × A C × cos A ^ = 25 + 49 − 70 cos 60 ° = 39 BC^2=AB^2+AC^2-2\,AB\times AC\times\cos\widehat{A}=25+49-70\cos60°=39 B C 2 = A B 2 + A C 2 − 2 A B × A C × cos A = 25 + 49 − 70 cos 60° = 39 . Donc B C = 39 ≈ 6,2 BC=\sqrt{39}\approx6{,}2 B C = 39 ≈ 6 , 2 . »
Nomme le triangle et le théorème.
Écris la formule avec les lettres, puis avec les valeurs.
Conclus avec l'unité et l'arrondi.
⚠️ Les pièges classiques
Utiliser le mauvais angle (celui qui n'est pas entre les deux côtés).
Oublier la racine carrée à la fin.
Calculer avec la calculatrice en radians .
Utiliser les calculs du milieu avec un point qui n'est pas le milieu .
😄 Al-Kashi, c'est Pythagore qui a enfin le droit de se tromper d'angle.
Exercice 1 (★) : Al-Kashi
Dans un triangle A B C ABC A B C , A B = 5 AB=5 A B = 5 , A C = 7 AC=7 A C = 7 et B A C ^ = 60 ° \widehat{BAC}=60° B A C = 60° .
1. Calculer B C BC B C (valeur exacte puis arrondie au centième).
2. Calculer l'aire du triangle (on pourra utiliser le projeté orthogonal H H H de C C C sur ( A B ) (AB) ( A B ) ).
3. Calculer A B C ^ \widehat{ABC} A B C à 0,1 ° 0{,}1° 0 , 1° près.
✏️ Correction de l'exercice 1
Question 1
D'après la formule d'Al-Kashi : B C 2 = A B 2 + A C 2 − 2 A B × A C × cos A ^ BC^2=AB^2+AC^2-2\,AB\times AC\times\cos\widehat{A} B C 2 = A B 2 + A C 2 − 2 A B × A C × cos A .
B C 2 = 25 + 49 − 2 × 5 × 7 × cos 60 ° = 74 − 70 × 1 2 = 39 BC^2=25+49-2\times5\times7\times\cos60°=74-70\times\dfrac12=39 B C 2 = 25 + 49 − 2 × 5 × 7 × cos 60° = 74 − 70 × 2 1 = 39 .
✅ B C = 39 ≈ 6,24 BC=\sqrt{39}\approx 6{,}24 B C = 39 ≈ 6 , 24 .
Question 2
A B → ⋅ A C → = A B × A C × cos 60 ° = 5 × 7 × 1 2 = 35 2 \overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}=AB\times AC\times\cos60°=5\times7\times\dfrac12=\dfrac{35}{2} A B ⋅ A C = A B × A C × cos 60° = 5 × 7 × 2 1 = 2 35 .
Ce produit est positif : H H H est du même côté de A A A que B B B et A B → ⋅ A C → = A B × A H \overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}=AB\times AH A B ⋅ A C = A B × A H . Donc A H = 35 / 2 5 = 7 2 AH=\dfrac{35/2}{5}=\dfrac72 A H = 5 35/2 = 2 7 .
Dans le triangle A H C AHC A H C rectangle en H H H : C H 2 = A C 2 − A H 2 = 49 − 49 4 = 147 4 CH^2=AC^2-AH^2=49-\dfrac{49}{4}=\dfrac{147}{4} C H 2 = A C 2 − A H 2 = 49 − 4 49 = 4 147 , donc C H = 7 3 2 CH=\dfrac{7\sqrt3}{2} C H = 2 7 3 .
Aire = 1 2 × A B × C H = 1 2 × 5 × 7 3 2 =\dfrac12\times AB\times CH=\dfrac12\times5\times\dfrac{7\sqrt3}{2} = 2 1 × A B × C H = 2 1 × 5 × 2 7 3 .
✅ Aire = 35 3 4 ≈ 15,16 =\dfrac{35\sqrt3}{4}\approx 15{,}16 = 4 35 3 ≈ 15 , 16 unités d'aire.
Question 3
cos B ^ = A B 2 + B C 2 − A C 2 2 × A B × B C = 25 + 39 − 49 2 × 5 × 39 = 15 10 39 \cos\widehat{B}=\dfrac{AB^2+BC^2-AC^2}{2\times AB\times BC}=\dfrac{25+39-49}{2\times5\times\sqrt{39}}=\dfrac{15}{10\sqrt{39}} cos B = 2 × A B × B C A B 2 + B C 2 − A C 2 = 2 × 5 × 39 25 + 39 − 49 = 10 39 15 .
cos B ^ ≈ 0,2402 \cos\widehat{B}\approx 0{,}2402 cos B ≈ 0 , 2402 .
✅ A B C ^ ≈ 76,1 ° \widehat{ABC}\approx 76{,}1° A B C ≈ 76 , 1° .
Exercice 2 (★★) : les trois angles
Un triangle A B C ABC A B C a pour côtés B C = 5 BC=5 B C = 5 , C A = 6 CA=6 C A = 6 et A B = 7 AB=7 A B = 7 .
1. Calculer cos A ^ \cos\widehat{A} cos A puis A ^ \widehat{A} A (arrondi au dixième de degré).
2. Calculer de même B ^ \widehat{B} B .
3. En déduire C ^ \widehat{C} C et vérifier avec Al-Kashi.
4. Vérifier ces trois angles avec le script Python suivant et donner ce qu'il affiche :
from math import acos, degrees
def angle(a, b, c):
"""Angle opposé au côté a, en degrés (formule d'Al-Kashi)."""
return degrees(acos((b**2 + c**2 - a**2) / (2 * b * c)))
a, b, c = 5, 6, 7 # BC, CA, AB
A = angle(a, b, c)
B = angle(b, a, c)
C = angle(c, a, b)
print(round(A, 1), round(B, 1), round(C, 1), round(A + B + C, 1))
✏️ Correction de l'exercice 2
Question 1
D'après Al-Kashi : B C 2 = A B 2 + A C 2 − 2 A B × A C cos A ^ BC^2=AB^2+AC^2-2\,AB\times AC\cos\widehat{A} B C 2 = A B 2 + A C 2 − 2 A B × A C cos A .
cos A ^ = A B 2 + A C 2 − B C 2 2 × A B × A C = 49 + 36 − 25 2 × 7 × 6 = 60 84 = 5 7 \cos\widehat{A}=\dfrac{AB^2+AC^2-BC^2}{2\times AB\times AC}=\dfrac{49+36-25}{2\times7\times6}=\dfrac{60}{84}=\dfrac57 cos A = 2 × A B × A C A B 2 + A C 2 − B C 2 = 2 × 7 × 6 49 + 36 − 25 = 84 60 = 7 5 .
✅ cos A ^ = 5 7 \cos\widehat{A}=\dfrac57 cos A = 7 5 , donc A ^ ≈ 44,4 ° \widehat{A}\approx 44{,}4° A ≈ 44 , 4° .
Question 2
cos B ^ = A B 2 + B C 2 − A C 2 2 × A B × B C = 49 + 25 − 36 2 × 7 × 5 = 38 70 = 19 35 \cos\widehat{B}=\dfrac{AB^2+BC^2-AC^2}{2\times AB\times BC}=\dfrac{49+25-36}{2\times7\times5}=\dfrac{38}{70}=\dfrac{19}{35} cos B = 2 × A B × B C A B 2 + B C 2 − A C 2 = 2 × 7 × 5 49 + 25 − 36 = 70 38 = 35 19 .
✅ B ^ ≈ 57,1 ° \widehat{B}\approx 57{,}1° B ≈ 57 , 1° .
Question 3
La somme des angles vaut 180 ° 180° 180° : C ^ ≈ 180 − 44,4 − 57,1 ≈ 78,5 ° \widehat{C}\approx180-44{,}4-57{,}1\approx 78{,}5° C ≈ 180 − 44 , 4 − 57 , 1 ≈ 78 , 5° .
Vérification : cos C ^ = B C 2 + C A 2 − A B 2 2 × B C × C A = 25 + 36 − 49 60 = 12 60 = 0,2 \cos\widehat{C}=\dfrac{BC^2+CA^2-AB^2}{2\times BC\times CA}=\dfrac{25+36-49}{60}=\dfrac{12}{60}=0{,}2 cos C = 2 × B C × C A B C 2 + C A 2 − A B 2 = 60 25 + 36 − 49 = 60 12 = 0 , 2 .
arccos ( 0,2 ) ≈ 78,5 ° \arccos(0{,}2)\approx 78{,}5° arccos ( 0 , 2 ) ≈ 78 , 5° : c'est cohérent.
✅ C ^ ≈ 78,5 ° \widehat{C}\approx 78{,}5° C ≈ 78 , 5° .
Question 4
La fonction angle applique cos A ^ = b 2 + c 2 − a 2 2 b c \cos\widehat{A}=\dfrac{b^2+c^2-a^2}{2bc} cos A = 2 b c b 2 + c 2 − a 2 au côté opposé à l'angle cherché, puis convertit en degrés.
Le script affiche 44.4 57.1 78.5 180.0.
✅ Les trois angles et leur somme confirment les calculs à la main.
Exercice 3 (★★) : la médiane et le milieu I I I
1. Dans un triangle A B C ABC A B C , I I I est le milieu de [ B C ] [BC] [ B C ] . Montrer que 4 A I 2 = 2 A B 2 + 2 A C 2 − B C 2 4\,AI^2=2\,AB^2+2\,AC^2-BC^2 4 A I 2 = 2 A B 2 + 2 A C 2 − B C 2 . (On pourra écrire 2 A I → = A B → + A C → 2\,\overrightarrow{AI}=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC} 2 A I = A B + A C .)
2. Dans un triangle A B C ABC A B C , A B = 6 AB=6 A B = 6 , A C = 8 AC=8 A C = 8 et B C = 10 BC=10 B C = 10 . Calculer la longueur de la médiane [ A I ] [AI] [ A I ] issue de A A A .
3. Dans un triangle A B C ABC A B C , A B = 7 AB=7 A B = 7 , A C = 9 AC=9 A C = 9 et B C = 8 BC=8 B C = 8 . Calculer A I AI A I , où I I I est le milieu de [ B C ] [BC] [ B C ] .
4. [ A B ] [AB] [ A B ] est un segment de longueur 10 10 10 et I I I son milieu. Montrer que M A 2 + M B 2 = 2 M I 2 + 50 MA^2+MB^2=2\,MI^2+50 M A 2 + M B 2 = 2 M I 2 + 50 pour tout point M M M , puis déterminer l'ensemble des points M M M tels que M A 2 + M B 2 = 70 MA^2+MB^2=70 M A 2 + M B 2 = 70 .
✏️ Correction de l'exercice 3
Question 1
Comme I I I est le milieu de [ B C ] [BC] [ B C ] , 2 A I → = A B → + A C → 2\,\overrightarrow{AI}=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC} 2 A I = A B + A C . En prenant le carré : 4 A I 2 = ∥ A B → + A C → ∥ 2 = A B 2 + A C 2 + 2 A B → ⋅ A C → 4\,AI^2=\left\|\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}\right\|^2=AB^2+AC^2+2\,\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC} 4 A I 2 = A B + A C 2 = A B 2 + A C 2 + 2 A B ⋅ A C .
D'autre part, B C 2 = ∥ A C → − A B → ∥ 2 = A B 2 + A C 2 − 2 A B → ⋅ A C → BC^2=\left\|\overrightarrow{AC}-\overrightarrow{AB}\right\|^2=AB^2+AC^2-2\,\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC} B C 2 = A C − A B 2 = A B 2 + A C 2 − 2 A B ⋅ A C , donc 2 A B → ⋅ A C → = A B 2 + A C 2 − B C 2 2\,\overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}=AB^2+AC^2-BC^2 2 A B ⋅ A C = A B 2 + A C 2 − B C 2 .
On remplace : 4 A I 2 = A B 2 + A C 2 + A B 2 + A C 2 − B C 2 4\,AI^2=AB^2+AC^2+AB^2+AC^2-BC^2 4 A I 2 = A B 2 + A C 2 + A B 2 + A C 2 − B C 2 .
✅ 4 A I 2 = 2 A B 2 + 2 A C 2 − B C 2 4\,AI^2=2\,AB^2+2\,AC^2-BC^2 4 A I 2 = 2 A B 2 + 2 A C 2 − B C 2 .
Question 2
4 A I 2 = 2 × 36 + 2 × 64 − 100 = 100 4\,AI^2=2\times36+2\times64-100=100 4 A I 2 = 2 × 36 + 2 × 64 − 100 = 100 , donc A I 2 = 25 AI^2=25 A I 2 = 25 .
✅ A I = 5 AI=5 A I = 5 (c'est la moitié de l'hypoténuse : le triangle est rectangle en A A A car 36 + 64 = 100 36+64=100 36 + 64 = 100 ).
Question 3
4 A I 2 = 2 × 49 + 2 × 81 − 64 = 98 + 162 − 64 = 196 4\,AI^2=2\times49+2\times81-64=98+162-64=196 4 A I 2 = 2 × 49 + 2 × 81 − 64 = 98 + 162 − 64 = 196 , donc A I 2 = 49 AI^2=49 A I 2 = 49 .
✅ A I = 7 AI=7 A I = 7 .
Question 4
On introduit I I I : M A → = M I → + I A → \overrightarrow{MA}=\overrightarrow{MI}+\overrightarrow{IA} M A = M I + I A et M B → = M I → + I B → = M I → − I A → \overrightarrow{MB}=\overrightarrow{MI}+\overrightarrow{IB}=\overrightarrow{MI}-\overrightarrow{IA} M B = M I + I B = M I − I A .
M A 2 + M B 2 = ( M I 2 + 2 M I → ⋅ I A → + I A 2 ) + ( M I 2 − 2 M I → ⋅ I A → + I A 2 ) = 2 M I 2 + 2 I A 2 MA^2+MB^2=\left(MI^2+2\,\overrightarrow{MI}\cdot\overrightarrow{IA}+IA^2\right)+\left(MI^2-2\,\overrightarrow{MI}\cdot\overrightarrow{IA}+IA^2\right)=2\,MI^2+2\,IA^2 M A 2 + M B 2 = ( M I 2 + 2 M I ⋅ I A + I A 2 ) + ( M I 2 − 2 M I ⋅ I A + I A 2 ) = 2 M I 2 + 2 I A 2 .
Comme I A = A B 2 = 5 IA=\dfrac{AB}{2}=5 I A = 2 A B = 5 : M A 2 + M B 2 = 2 M I 2 + 50 MA^2+MB^2=2\,MI^2+50 M A 2 + M B 2 = 2 M I 2 + 50 .
M A 2 + M B 2 = 70 ⟺ 2 M I 2 = 20 ⟺ M I 2 = 10 ⟺ M I = 10 MA^2+MB^2=70\iff2\,MI^2=20\iff MI^2=10\iff MI=\sqrt{10} M A 2 + M B 2 = 70 ⟺ 2 M I 2 = 20 ⟺ M I 2 = 10 ⟺ M I = 10 .
✅ C'est le cercle de centre I I I et de rayon 10 \sqrt{10} 10 .
Exercice 4 (★★) : projeté orthogonal, hauteur et aire
On reprend le triangle A B C ABC A B C de l'exercice 1 : A B = 5 AB=5 A B = 5 , A C = 7 AC=7 A C = 7 , B A C ^ = 60 ° \widehat{BAC}=60° B A C = 60° et B C = 39 BC=\sqrt{39} B C = 39 . On note H H H le projeté orthogonal de C C C sur ( A B ) (AB) ( A B ) .
1. Calculer A B → ⋅ A C → \overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC} A B ⋅ A C puis A H AH A H . Le point H H H est-il sur le segment [ A B ] [AB] [ A B ] ?
2. Calculer C H CH C H (valeur exacte) puis l'aire du triangle A B C ABC A B C .
3. Calculer la hauteur issue de A A A (arrondie au centième).
4. Calculer B H BH B H puis cos A B C ^ \cos\widehat{ABC} cos A B C dans le triangle B H C BHC B H C rectangle en H H H . Comparer avec l'exercice 1.
60° A B C H H est le projeté orthogonal de C sur (AB) : AH = 7/2 et CH = 7√3/2
✏️ Correction de l'exercice 4
Question 1
A B → ⋅ A C → = 5 × 7 × cos 60 ° = 35 2 \overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}=5\times7\times\cos60°=\dfrac{35}{2} A B ⋅ A C = 5 × 7 × cos 60° = 2 35 , positif : H H H est du même côté de A A A que B B B .
A B → ⋅ A C → = A B × A H \overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}=AB\times AH A B ⋅ A C = A B × A H donc A H = 35 / 2 5 = 7 2 = 3,5 AH=\dfrac{35/2}{5}=\dfrac72=3{,}5 A H = 5 35/2 = 2 7 = 3 , 5 .
✅ A B → ⋅ A C → = 35 2 \overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}=\dfrac{35}{2} A B ⋅ A C = 2 35 et A H = 7 2 AH=\dfrac72 A H = 2 7 . Comme 0 < A H < A B = 5 0<AH<AB=5 0 < A H < A B = 5 , H H H est sur le segment [ A B ] [AB] [ A B ] .
Question 2
Dans le triangle A H C AHC A H C rectangle en H H H : C H 2 = A C 2 − A H 2 = 49 − 49 4 = 147 4 CH^2=AC^2-AH^2=49-\dfrac{49}{4}=\dfrac{147}{4} C H 2 = A C 2 − A H 2 = 49 − 4 49 = 4 147 , donc C H = 7 3 2 CH=\dfrac{7\sqrt3}{2} C H = 2 7 3 .
Aire = 1 2 × A B × C H = 1 2 × 5 × 7 3 2 = 35 3 4 =\dfrac12\times AB\times CH=\dfrac12\times5\times\dfrac{7\sqrt3}{2}=\dfrac{35\sqrt3}{4} = 2 1 × A B × C H = 2 1 × 5 × 2 7 3 = 4 35 3 .
✅ C H = 7 3 2 ≈ 6,06 CH=\dfrac{7\sqrt3}{2}\approx 6{,}06 C H = 2 7 3 ≈ 6 , 06 et aire = 35 3 4 ≈ 15,16 =\dfrac{35\sqrt3}{4}\approx 15{,}16 = 4 35 3 ≈ 15 , 16 unités d'aire.
Question 3
Aire = 1 2 × B C × h =\dfrac12\times BC\times h = 2 1 × B C × h , donc h = 2 × Aire B C = 35 3 2 39 = 35 2 13 h=\dfrac{2\times\text{Aire}}{BC}=\dfrac{\dfrac{35\sqrt3}{2}}{\sqrt{39}}=\dfrac{35}{2\sqrt{13}} h = B C 2 × Aire = 39 2 35 3 = 2 13 35 .
✅ h ≈ 4,85 h\approx 4{,}85 h ≈ 4 , 85 unités.
Question 4
H H H est sur [ A B ] [AB] [ A B ] donc B H = A B − A H = 5 − 7 2 = 3 2 BH=AB-AH=5-\dfrac72=\dfrac32 B H = A B − A H = 5 − 2 7 = 2 3 .
Dans le triangle B H C BHC B H C rectangle en H H H : cos A B C ^ = B H B C = 3 / 2 39 = 3 2 39 \cos\widehat{ABC}=\dfrac{BH}{BC}=\dfrac{3/2}{\sqrt{39}}=\dfrac{3}{2\sqrt{39}} cos A B C = B C B H = 39 3/2 = 2 39 3 .
✅ cos A B C ^ = 3 2 39 ≈ 0,2402 \cos\widehat{ABC}=\dfrac{3}{2\sqrt{39}}\approx 0{,}2402 cos A B C = 2 39 3 ≈ 0 , 2402 : c'est la valeur 15 10 39 \dfrac{15}{10\sqrt{39}} 10 39 15 de l'exercice 1.
Exercice 5 (★★★) : mesurer une distance inaccessible
Pour mesurer la distance A B AB A B entre deux points séparés par un étang, on se place en un point C C C d'où l'on mesure : C A = 120 CA=120 C A = 120 m, C B = 150 CB=150 C B = 150 m et A C B ^ = 40 ° \widehat{ACB}=40° A C B = 40° .
1. Calculer A B AB A B à 0,1 0{,}1 0 , 1 m près.
2. Calculer l'aire du triangle A B C ABC A B C (arrondie au m²) à l'aide du projeté orthogonal H H H de B B B sur ( C A ) (CA) ( C A ) .
3. Quelle est l'influence sur A B AB A B d'une erreur de 1 ° 1° 1° sur l'angle A C B ^ \widehat{ACB} A C B ? (On donnera la valeur de A B AB A B pour 41 ° 41° 41° .)
40° C A B CA = 120 m CB = 150 m étang Mesure d’une distance inaccessible AB à travers un étang
✏️ Correction de l'exercice 5
Question 1
D'après Al-Kashi dans A B C ABC A B C : A B 2 = C A 2 + C B 2 − 2 C A × C B × cos C ^ AB^2=CA^2+CB^2-2\,CA\times CB\times\cos\widehat{C} A B 2 = C A 2 + C B 2 − 2 C A × C B × cos C .
A B 2 = 120 2 + 150 2 − 2 × 120 × 150 × cos 40 ° = 36 900 − 36 000 cos 40 ° ≈ 9322 AB^2=120^2+150^2-2\times120\times150\times\cos40°=36\,900-36\,000\cos40°\approx 9322 A B 2 = 12 0 2 + 15 0 2 − 2 × 120 × 150 × cos 40° = 36 900 − 36 000 cos 40° ≈ 9322 .
✅ A B ≈ 96,6 AB\approx 96{,}6 A B ≈ 96 , 6 m.
Question 2
C A → ⋅ C B → = 120 × 150 × cos 40 ° > 0 \overrightarrow{CA}\cdot\overrightarrow{CB}=120\times150\times\cos40°>0 C A ⋅ C B = 120 × 150 × cos 40° > 0 : H H H est du même côté de C C C que A A A , et C A → ⋅ C B → = C A × C H \overrightarrow{CA}\cdot\overrightarrow{CB}=CA\times CH C A ⋅ C B = C A × C H .
Donc C H = 120 × 150 × cos 40 ° 120 = 150 cos 40 ° ≈ 114,9 CH=\dfrac{120\times150\times\cos40°}{120}=150\cos40°\approx 114{,}9 C H = 120 120 × 150 × cos 40° = 150 cos 40° ≈ 114 , 9 m.
Dans le triangle B H C BHC B H C rectangle en H H H : B H 2 = C B 2 − C H 2 BH^2=CB^2-CH^2 B H 2 = C B 2 − C H 2 , donc B H ≈ 96,4 BH\approx 96{,}4 B H ≈ 96 , 4 m (valeurs non arrondies dans le calcul).
Aire = 1 2 × C A × B H ≈ 1 2 × 120 × 96,4 =\dfrac12\times CA\times BH\approx\dfrac12\times120\times 96{,}4 = 2 1 × C A × B H ≈ 2 1 × 120 × 96 , 4 .
✅ Aire ≈ 5785 \approx 5785 ≈ 5785 m².
Question 3
Avec 41 ° 41° 41° : A B 2 = 36 900 − 36 000 cos 41 ° AB^2=36\,900-36\,000\cos41° A B 2 = 36 900 − 36 000 cos 41° , soit A B ≈ 98,6 AB\approx 98{,}6 A B ≈ 98 , 6 m.
L'écart est d'environ 2,1 2{,}1 2 , 1 m pour 1 ° 1° 1° d'erreur, soit environ 2 % 2\,\% 2 % de A B AB A B .
✅ Une erreur d'un degré sur l'angle change A B AB A B d'environ 2 2 2 m, soit environ 2 % 2\,\% 2 % : l'effet reste modéré.
Exercice 6 (★★) : vrai ou faux
Justifier chaque réponse :
1. Dans un triangle rectangle en A A A , la formule d'Al-Kashi se réduit au théorème de Pythagore.
2. Dans tout triangle, la médiane issue de A A A mesure B C 2 \dfrac{BC}{2} 2 B C .
3. Un triangle dont les côtés mesurent 3 3 3 , 4 4 4 et 5 5 5 est rectangle.
4. Dans un triangle, si a 2 > b 2 + c 2 a^2>b^2+c^2 a 2 > b 2 + c 2 , alors A ^ \widehat{A} A est obtus.
✏️ Correction de l'exercice 6
Affirmation 1
Si A ^ = 90 ° \widehat{A}=90° A = 90° , cos A ^ = 0 \cos\widehat{A}=0 cos A = 0 et a 2 = b 2 + c 2 a^2=b^2+c^2 a 2 = b 2 + c 2 .
✅ Vrai.
Affirmation 2
Contre-exemple : avec A B = 7 AB=7 A B = 7 , A C = 9 AC=9 A C = 9 , B C = 8 BC=8 B C = 8 , on a A I = 7 ≠ 4 AI=7\neq4 A I = 7 = 4 . C'est vrai seulement si le triangle est rectangle en A A A .
❌ Faux.
Affirmation 3
3 2 + 4 2 = 25 = 5 2 3^2+4^2=25=5^2 3 2 + 4 2 = 25 = 5 2 : réciproque de Pythagore.
✅ Vrai.
Affirmation 4
a 2 = b 2 + c 2 − 2 b c cos A ^ a^2=b^2+c^2-2bc\cos\widehat{A} a 2 = b 2 + c 2 − 2 b c cos A donc a 2 > b 2 + c 2 ⟺ cos A ^ < 0 ⟺ A ^ a^2>b^2+c^2\iff\cos\widehat{A}<0\iff\widehat{A} a 2 > b 2 + c 2 ⟺ cos A < 0 ⟺ A obtus.
✅ Vrai.
🎯 Ce qui peut tomber en contrôle
Calculer une longueur avec Al-Kashi (exercices 1 et 5).
Calculer les angles d'un triangle dont on connaît les côtés (exercice 2).
Utiliser le milieu I I I pour une médiane ou un ensemble de points (exercice 3).
Calculer une aire et une hauteur avec le projeté orthogonal (exercices 1, 4 et 5).
QCM : vérifie tes acquis
5 questions, une seule bonne réponse chacune. Choisis une réponse : la correction s'affiche tout de suite. Ton score est enregistré dans Mon espace.
Question 1 sur 5
Dans un triangle A B C ABC A B C , la formule d'Al-Kashi donne B C 2 = BC^2= B C 2 = :
A B 2 + A C 2 AB^2+AC^2 A B 2 + A C 2 A B 2 + A C 2 − 2 A B × A C cos A ^ AB^2+AC^2-2\,AB\times AC\cos\widehat{A} A B 2 + A C 2 − 2 A B × A C cos A A B 2 + A C 2 + 2 A B × A C cos A ^ AB^2+AC^2+2\,AB\times AC\cos\widehat{A} A B 2 + A C 2 + 2 A B × A C cos A ( A B + A C ) 2 (AB+AC)^2 ( A B + A C ) 2 C'est la formule d'Al-Kashi, avec l'angle A ^ \widehat{A} A entre A B AB A B et A C AC A C .
Question 2 sur 5
Dans un triangle, a = 5 a=5 a = 5 , b = 6 b=6 b = 6 , c = 7 c=7 c = 7 . Alors cos A ^ = \cos\widehat{A}= cos A = :
5 7 \dfrac57 7 5 19 35 \dfrac{19}{35} 35 19 1 5 \dfrac15 5 1 60 25 \dfrac{60}{25} 25 60 cos A ^ = b 2 + c 2 − a 2 2 b c = 36 + 49 − 25 84 = 60 84 = 5 7 \cos\widehat{A}=\dfrac{b^2+c^2-a^2}{2bc}=\dfrac{36+49-25}{84}=\dfrac{60}{84}=\dfrac57 cos A = 2 b c b 2 + c 2 − a 2 = 84 36 + 49 − 25 = 84 60 = 7 5 .
Question 3 sur 5
Soit I I I le milieu de [ A B ] [AB] [ A B ] . Pour tout point M M M , M A → ⋅ M B → = \overrightarrow{MA}\cdot\overrightarrow{MB}= M A ⋅ M B = :
M I 2 − A B 2 4 MI^2-\dfrac{AB^2}{4} M I 2 − 4 A B 2 M I 2 + A B 2 4 MI^2+\dfrac{AB^2}{4} M I 2 + 4 A B 2 M I 2 − A B 2 2 MI^2-\dfrac{AB^2}{2} M I 2 − 2 A B 2 2 M I 2 − A B 2 4 2\,MI^2-\dfrac{AB^2}{4} 2 M I 2 − 4 A B 2 On écrit M A → = M I → + I A → \overrightarrow{MA}=\overrightarrow{MI}+\overrightarrow{IA} M A = M I + I A et M B → = M I → − I A → \overrightarrow{MB}=\overrightarrow{MI}-\overrightarrow{IA} M B = M I − I A : le produit vaut M I 2 − I A 2 = M I 2 − A B 2 4 MI^2-IA^2=MI^2-\dfrac{AB^2}{4} M I 2 − I A 2 = M I 2 − 4 A B 2 .
Question 4 sur 5
Dans un triangle A B C ABC A B C , le projeté orthogonal H H H de C C C sur ( A B ) (AB) ( A B ) est du même côté de A A A que B B B , avec A B = 6 AB=6 A B = 6 et A H = 2 AH=2 A H = 2 . Alors A B → ⋅ A C → = \overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}= A B ⋅ A C = :
A B → \overrightarrow{AB} A B et A H → \overrightarrow{AH} A H sont de même sens : A B → ⋅ A C → = A B × A H = 6 × 2 = 12 \overrightarrow{AB}\cdot\overrightarrow{AC}=AB\times AH=6\times2=12 A B ⋅ A C = A B × A H = 6 × 2 = 12 .
Question 5 sur 5
Dans un triangle rectangle en A A A , la formule d'Al-Kashi donne :
le théorème de Thalès le théorème de Pythagore la formule des sinus rien de particulier cos 90 ° = 0 \cos90°=0 cos 90° = 0 : a 2 = b 2 + c 2 a^2=b^2+c^2 a 2 = b 2 + c 2 .
☐ Marquer comme faite