Les constructions à la règle et au compas

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Les objets simples de la géométrie

 

 

 Les points

 

On représente un point en traçant une croix  ( en forme de   +  ou de   ).

 

On ne représente jamais de point en traçant une "patate". Ce n'est pas précis.

 

Le nom d'un point est toujours une lettre majuscule scripte comme A, B ou Z.

 

 

Par exemple :

 

 

 

 Les droites

 

On représente une droite en traçant une ligne avec une règle non graduée.

 

Une droite est illimitée des deux côtés. On ne pas la mesurer.

 

Le nom d'une droite est toujours entouré de parenthèses.

 

En général, on peut nommer une droite de trois façons différentes.

 

 

 Par exemple :

 

 

 

Lien entre "point" et "droite"

 

Des points sont alignés s'ils appartiennent à une même droite.

 

     Pour dire que :  le point A appartient à la droite (d)

     

                                                ou

     

                                la droite (d) passe par le point A

     

    On écrit :          A (d)

     

     

     Pour dire que : le point D n'appartient pas à la droite (d)

     

                                               ou

     

                               la droite (d) ne passe pas par le point D

     

    On écrit : D  (d)

     

 

 Par exemple :

 

 

 

 Les segments

 

On représente un segment en traçant la ligne comprise entre deux points avec une règle graduée ou non graduée.

 

Un segment est limité des deux côtés. On peut le mesurer.

 

Le nom d'un segment est toujours entouré de crochets.

 

On peut nommer un segment d'une seule façon en écrivant ses extrémités (les bouts) entourées de crochets.

 

 

Par exemple :

 

 

 

Les points d'intersections

 

Si un point appartient à deux droites à la fois, on dit que ces droites sont sécantes.

 

Dans ce cas, on dit que ce point est le point d'intersection des deux droites.

 

De la même façon, on peut parler de point d'intersection de deux segments, d'une droite et d'un segment, de deux cercles, d'une droite et d'un cercle ...

 

 

 Par exemple :

 

 

Les droites (d) et (d') sont sécantes

 

Le point A est le point d'intersection des droites (d) et (d')

 

 

 

Ce qu'il faut savoir faire à la fin du chapitre

 

1) Utiliser en situation (en particulier pour décrire une figure), le vocabulaire suivant : droite, cercle, centre, rayon, diamètre, segment, milieu (...).

 

2) Utiliser des lettres pour désigner les points d'une figure ou un élément de cette figure (segment, sous-figure ...).

 

3) Connaître les propriétés relatives aux côtés des triangles suivants : triangle isocèle, triangle équilatéral (...).

 

4) Utiliser ces propriétés pour reproduire ou construire ces figures.

 

5) Reconnaître des figures simples dans une figure complexe.

 

6) Caractériser les points du cercle par le fait que :

 

- tout point qui appartient à un cercle est à la même distance du centre.

- tout point situé à cette distance du centre appartient au cercle.

 

7) Construire à la règle et au compas, un triangle connaissant les longueurs de ses côtés.

 

8) Utiliser différentes méthodes pour reporter une longueur (...).

 

9) Connaître les propriétés relatives aux côtés (...) pour les quadrilatères suivants : le rectangle, le losange, le carré (...).

 

 

Certaines de ces compétences sont seulement abordées dans ce chapitre et seront développées ou complétées dans d'autres chapitres. Elles comportent des pointillés (...).

 

 

Les distances, les longueurs et les milieux

 

 On rappelle que les segments peuvent se mesurer (contrairement aux droites qui sont illimitées des deux côtés).

 

 

  Distance et longueur

 

Le segment [ C D ] a une certaine longueur.

 

On note CD la longueur de ce segment. Par exemple, CD = 3 cm.

 

On peut dire aussi que CD est la distance du point C au point D.

 

Il faut retenir que la longueur d'un segment s'écrit sans crochets et sans parenthèses.

 

 

 

 Milieu

 

Le milieu du segment [ E F ] est un point.

 

Plus précisément, le milieu du segment [ E F ] est le point M tel que :

 

     - M ( E F )       (  on veut dire ici que les points E, F et M sont alignés )

 

     - ME = MF          (on veut dire ici que les longueurs ME et MF sont égales)

 

 

Pour montrer que les longueurs ME et MF sont égales, on CODE la figure en ajoutant deux signes identiques sur les segments [ M E ] et [ M F ]. Le plus souvent, on utilise   /   ou  //  .

 

 

On a donc ME = MF = EF 2

 

Il faut retenir que ME , MF et EF sont des nombres qui représentent des distances.

 

On peut écrire aussi : EM + MF = EF

 

 

 

 

 

 

Les cercles  

 

 Les cercles sont à la base de beaucoup de constructions en géométrie. Par exemple, ils servent à la construction rigoureuse des triangles.

 

 

 Qu'est ce qu'un cercle ?

 

Pour parler précisément d'un cercle, on a besoin :

 

    - d'un point O (ce sera le centre)

 

    - d'un nombre r (ce sera le rayon).

 

Le cercle de centre O et de rayon r cm est l'ensemble de tous les points situés à r cm du point O.

 

Pour le tracer, on utilise un compas.

 

 

En sixième, on ne dit pas " le rond qui mesure 3 cm" mais " le cercle de centre O et de rayon 3 cm ".

 

 

Deux propriétés

 

 

(1) Si deux points appartiennent à un cercle, alors ils sont à la même distance du centre du cercle.

 

 

(2 ) Si deux points sont à la même distance d'un troisième point, alors ils appartiennent à un cercle dont le centre est ce troisième point.

 

  

Quelques mots de vocabulaire

 

Une corde est un segment qui joint deux points du cercle.

 

Un diamètre est une corde qui passe par le centre du cercle.

 

Un rayon est un segment qui joint le centre du cercle à un point du cercle.

 

Un arc de cercle est une partie de cercle comprise entre deux points.

 

 

Par exemple :

 

 

Le segment [ B F ] est une corde

 

Le segment [ E F ] est un diamètre

 

Le segment [ O D ] est un rayon

 

La partie  est un arc de cercle

 

Comme pour les droites,

on peut dire que le cercle passe par le point A,

ou que le point A appartient au cercle.

 

 

 Quelques remarques

 

- un cercle a une infinité de segments, de rayons et de cordes. En général,on parlera "d'un diamètre" et non pas "du diamètre " comme s'il y en avait un seul.

 

- le centre d'un cercle est le milieu de tous les diamètres du cercle.

 

- la longueur d'un diamètre est le double de la longueur d'un rayon.

 

- à partir de deux points A et B, on peut tracer deux arcs de cercle : un petit et un grand. En cas d'ambiguïté, on précisera s'il s'agit du petit ou du grand.

 

- un demi-cercle est un arc de cercle dont la longueur est la moitié de la longueur du cercle (appelée aussi circonférence).

 

- lorsqu'on trace un arc de cercle, on précise toujours son centre et son rayon. C'est utile lorsqu'on décrit la construction rigoureuse d'un triangle.

 

 

 

Autre utilisation du compas

 

Le compas sert essentiellement à tracer des cercles et des arcs de cercles. Il sert également à reporter une longueur sans en connaître la valeur exacte.

 

 

Par exemple :

 

 

Après avoir placé un point au hasard sur la droite (d), on trace un arc de cercle de centre E et de rayon CD.

On a ainsi : EF = CD

 

 

Les polygones

 

 Un polygone est une figure géométrique qui a plusieurs côtés.

 

On nomme un polygone à l'aide de ses sommets (en faisant le tour du polygone).

 

 

Par exemple :

 

 

Les points A, B, C, D et E sont les sommets du pentagone.

 

Les segments [ A B ], [ B C], [ C D ], [ D E ] et [ E A ] sont les côtés du pentagone.

 

Pour nommer ce pentagone, on fait le tour en partant d'un sommet.

Ainsi on peut nommer ce pentagone de dix façons différentes :

 

 ABCDE ou BCDEA ou CDEAB ou DEABC

ou EABCD ou AEDCB ou BAEDC ou CBAED

ou DCBAE ou EDCBA.

 

 

Un peu plus de vocabulaire

 

Un triangle est un polygone à 3 côtés

 

Un quadrilatère est un polygone à 4 côtés

 

Un pentagone est un polygone à 5 côtés

 

Un hexagone est un polygone à 6 côtés

 

Un heptagone est un polygone à 7 côtés

 

Un octogone est un polygone à 8 côtés

 

Un ennéagone est un polygone à 9 côtés

 

Un décagone est un polygone à 10 côtés

 

Un hendécagone est un polygone à 11 côtés

 

Un dodécagone est un polygone à 12 côtés

 

 

 

Les polygones à trois côtés

 

 Un triangle est un polygone à trois côtés.

 

On construit un triangle avec une règle graduée et un compas.

 

 

Par exemple :

 

 

Les points A, B et C sont les sommets du triangle.

 

Les segments [ A B ], [ B C ] et [ C A ] sont les côtés du triangle.

 

On peut nommer ce triangle :

ABC ou BCA

ou CAB ou ACB

ou BAC ou CBA

 

 

Méthode de construction d'un triangle

  

 Construire un triangle ABC tel que : AB = 6 cm, AC = 3 cm et BC = 5 cm

 

Description :

 

(1) Je trace un segment [ A B ] de 6 cm de long.

 

(2) Je trace un arc de cercle de centre A et de rayon 3 cm.

 

(3) je trace un arc de cercle de centre B et de rayon 5 cm.

 

(4) J'appelle C le point d'intersection des deux arcs.

 

(5) Je trace les segments [ C A ] et [ C B ].

 

 

 

Remarque :

 

On n'efface jamais les traits de construction 

(les arcs de cercle en particulier)

qui permettent de montrer la démarche suivie.

 

 

Deux triangles particuliers

 

 

Un triangle isocèle est un triangle qui a deux côtés de même longueur.

 

 

Par exemple :

 

 

On code la figure pour montrer que EF = EG

 

Le point E est le sommet principal

 

Le segment [ F G ] est la base du triangle

 

 

Un triangle équilatéral est un triangle qui a trois côtés de même longueur.

 

 

Par exemple :

 

 

On code la figure pour montrer que IJ = JK = KI

 

 

Un troisième type de triangle (triangle rectangle) sera étudié dans un autre chapitre.

 

 

Les polygones à quatre côtés

 

Un quadrilatère est un polygone à quatre côtés.

 

 

Par exemple :

 

 

Les côtés [ A B ] et [ C D ] sont opposés

(ils sont l'un en face de l'autre)

 

Les côtés [ A B ] et [ B C ] sont consécutifs

( ils se suivent)

 

Les segments [ B D ] et [ A C ] sont les deux diagonales du quadrilatère

 

 

Quelques exemples de quadrilatères

 

 Les carrés, les rectangles et les losanges sont des quadrilatères particuliers.

 

 

On rappelle que :

 

Si un quadrilatère est un carré, alors ses quatre côtés ont la même longueur.

 

Si un quadrilatère est un rectangle, alors ses côtés opposés ont la même longueur.

 

 

Rappelons juste la définition précise du losange :

 

Un losange est un quadrilatère qui a quatre côtés de même longueur.

 

 

Les segments [ A C ] et [ B D ] sont les diagonales du losange

 

 Les propriétés précises relatives aux côtés, aux angles et aux diagonales de ces quadrilatères seront étudiés dans d'autres chapitres.

 

 

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