Corrigé des 30 exercices sur les triangles semblables en 4ème : solutions détaillées à télécharger en PDF

Les triangles semblables – Corrigé d'exercices de maths niveau 4e sur Maths-pdf.fr Couverture : Cahier d'exercices corrigés de maths 4e en PDF Télécharger en PDF Le livre d'exercices corrigés en 4e PDF à imprimer Voir le livre ›


Sommaire

Voici le corrigé exercices triangles semblables 4ème complet : les 30 exercices de la fiche sont résolus pas à pas. Par ailleurs, les dix premiers posent les bases : repérer les sommets, côtés et angles homologues grâce aux codages de couleur, prouver que deux triangles sont semblables par leurs angles ou par la proportionnalité de leurs côtés, puis calculer une première longueur inconnue (pendentif, hauteur d’un geyser). Puis la suite demande davantage d’autonomie : il faut trouver soi-même l’angle commun ou les angles opposés par le sommet, écrire l’égalité des trois rapports, choisir le bon coefficient d’agrandissement ou de réduction, et parfois utiliser le théorème de Pythagore ou sa réciproque avant de conclure.

Par ailleurs, les derniers exercices sont des problèmes concrets : un réfrigérateur penché contre un mur, deux toits de maisons, des circuits dans un parc, la hauteur d’un obélisque mesurée avec un miroir, une boucle d’oreille, des rampes, un arbre photographié. Chaque solution reprend la figure de l’énoncé et, quand une longueur est calculée, la montre en rouge sur la figure. Ensuite, cette correction s’adresse aux élèves de 4ème qui préparent un contrôle, aux parents qui suivent les devoirs et aux enseignants. Puis le bon usage : chercher d’abord au brouillon, en associant soigneusement les sommets, puis comparer sa démarche avec la solution. De plus, le sommaire permet d’aller directement à l’exercice voulu.

corrigé triangles semblables (suite)

Les énoncés se trouvent sur la fiche Triangles semblables : exercices de maths en 4ème corrigés en PDF.. Ensuite, cherchez d’abord chaque exercice au brouillon, puis comparez avec la correction.

Corrigé des exercices 1 à 10 sur les triangles semblables en 4ème

Exercice 1 : Deux triangles semblables

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Énoncé de l'exercice 1 sur les en 4ème : Deux – corrigé

Enfin, dans deux triangles semblables, les sommets homologues sont les sommets des angles de même mesure. Sur la figure, les angles de même mesure sont codés avec la même couleur.

  • L’angle vert en L correspond à l’angle vert en M.
  • L’angle en A (violet) ne correspond pas à l’angle en E (rouge) : l’angle en E correspond donc à l’angle non codé de OLA, celui en O, et l’angle en A correspond à l’angle non codé de MER, celui en R.

Ensuite, on a donc les correspondances L ↔ M, O ↔ E et A ↔ R.

a. Par ailleurs, L’homologue du sommet L est le sommet M.

b. De même, L’homologue du sommet E est le sommet O.

c. Par conséquent, M a pour homologue L et E a pour homologue O : l’homologue du côté [ME] est le côté [LO].

d. De plus, L’angle \(\widehat{LAO}\) a pour sommet A, dont l’homologue est R : son homologue est l’angle \(\widehat{MRE}\).

ALOMERMême couleur = angles homologues : L ↔ M, O ↔ E, A ↔ R
Les sommets homologues portent la même couleur : L ↔ M, O ↔ E, A ↔ R.
Réponse : a. M ; b. O ; c. [LO] ; d. \(\widehat{MRE}\).

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Exercice 2 : Côtés homologues (corrigé triangles semblables)

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Énoncé de l'exercice 2 sur les semblables en 4ème : Côtés homologues

a. De même, le sommet B est commun aux côtés [BC] et [BD] ; le sommet F est commun à leurs homologues [HF] et [GF]. Donc B et F sont homologues. Ensuite, [BC] ↔ [FH] donne C ↔ H, et [BD] ↔ [FG] donne D ↔ G.

Sommets homologues Angles homologues
B et F \(\widehat{DBC}\) et \(\widehat{GFH}\)
D et G \(\widehat{BDC}\) et \(\widehat{FGH}\)
C et H \(\widehat{BCD}\) et \(\widehat{FHG}\)

b. Par conséquent, dans le triangle BCD, on lit \(\widehat{DBC} = 75^\circ\) et \(\widehat{BDC} = 40^\circ\). Par ailleurs, la somme des angles d’un triangle vaut 180° :

\[ \widehat{BCD} = 180^\circ – 75^\circ – 40^\circ = 65^\circ \]

De plus, deux triangles semblables ont leurs angles homologues de même mesure, donc :

\[ \widehat{HFG} = 75^\circ, \quad \widehat{FGH} = 40^\circ, \quad \widehat{FHG} = 65^\circ \]

BCDFHG75°40°65°75°40°65°
Angles homologues de même mesure : F = 75°, G = 40°, H = 65°.
Réponse : B ↔ F, D ↔ G, C ↔ H ; dans HFG : \(\widehat{F} = 75^\circ\), \(\widehat{G} = 40^\circ\), \(\widehat{H} = 65^\circ\).

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Exercice 3 : Pourquoi les triangles sont semblables ?

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Énoncé de l'exercice 3 sur les triangles semblables en 4ème : Pourquoi les triangles sont semblables ? – corrigé triangles semblables

De même, propriété : si deux triangles ont leurs angles deux à deux de même mesure, alors ils sont semblables. Puis il suffit même que deux angles soient égaux deux à deux, le troisième l’étant alors aussi.

a. Par conséquent, dans le triangle ABC : \(\widehat{A} = 40^\circ\) et \(\widehat{B} = 30^\circ\), donc

\[ \widehat{C} = 180^\circ – 40^\circ – 30^\circ = 110^\circ \]

De plus, dans le triangle DEF : \(\widehat{D} = 40^\circ\) et \(\widehat{E} = 110^\circ\), donc

\[ \widehat{F} = 180^\circ – 40^\circ – 110^\circ = 30^\circ \]

Ainsi, les deux triangles ont des angles de 40°, 30° et 110° : ils sont semblables (A ↔ D, B ↔ F, C ↔ E).

b. Enfin, le triangle ABC est isocèle en C (CA = CB d’après le codage), donc ses angles à la base sont égaux : \(\widehat{A} = \widehat{B} = 70^\circ\), et

\[ \widehat{C} = 180^\circ – 2 \times 70^\circ = 40^\circ \]

Ensuite, le triangle DEF est isocèle en F (FE = FD) avec \(\widehat{F} = 40^\circ\), donc ses angles à la base mesurent

\[ \widehat{E} = \widehat{D} = \frac{180^\circ – 40^\circ}{2} = 70^\circ \]

Par ailleurs, les deux triangles ont des angles de 70°, 70° et 40° : ils sont semblables.

ABCEDF70°70°40°70°70°40°
Cas b : les deux triangles isocèles ont des angles de 70°, 70° et 40°.
Réponse : dans chaque cas, les deux triangles ont les mêmes angles (a. 40°, 30°, 110° ; b. 70°, 70°, 40°), donc ils sont semblables.

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Exercice 4 : Démontrer que des triangles sont semblables (corrigé triangles semblables)

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Énoncé de l'exercice 4 sur les triangles semblables en 4ème : Démontrer que des triangles sont semblables

Enfin, le point D est sur le segment [BC], donc l’angle \(\widehat{ABD}\) est le même que l’angle \(\widehat{ABC}\) : il mesure 30° dans les deux triangles.

Ensuite, dans le triangle ABD : \(\widehat{ABD} = 30^\circ\) et \(\widehat{ADB} = 110^\circ\), donc

\[ \widehat{BAD} = 180^\circ – 30^\circ – 110^\circ = 40^\circ \]

Par ailleurs, dans le triangle ABC : \(\widehat{ABC} = 30^\circ\) et \(\widehat{ACB} = 40^\circ\), donc

\[ \widehat{BAC} = 180^\circ – 30^\circ – 40^\circ = 110^\circ \]

De même, les deux triangles ont chacun des angles de 30°, 40° et 110° : ils ont leurs angles deux à deux de même mesure, donc les triangles ABC et ABD sont semblables. Ensuite, les sommets homologues sont B ↔ B, C ↔ A et A ↔ D.

BCAD30°40°110°40°110°
Même couleur = même mesure : BAD = BCA = 40° et BAC = BDA = 110°.
Réponse : ABC et ABD ont les mêmes angles (30°, 40°, 110°), donc ils sont semblables.

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Exercice 5 : Compléter les tableaux

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Énoncé de l'exercice 5 sur les triangles semblables en 4ème : Compléter les tableaux – corrigé triangles semblables

a. Ensuite, les codages de couleur donnent les angles égaux : l’angle vert en C correspond à l’angle vert en E, l’angle orange en L à l’angle orange en H. Puis le troisième sommet O correspond donc à T.

Sommets homologues Côtés homologues
C et E [OL] et [TH]
L et H [CO] et [ET]
O et T [CL] et [EH]

b. Par ailleurs, les longueurs des côtés homologues sont proportionnelles :

\[ \frac{LO}{HT} = \frac{LC}{HE} = \frac{OC}{TE} \]

De même, on connaît LO = 1,6 cm et HT = 2 cm, d’où le coefficient :

\[ \frac{LO}{HT} = \frac{1{,}6}{2} = 0{,}8 \]

Par conséquent, calcul de LC :

\[ \frac{LC}{3} = 0{,}8 \quad \text{donc} \quad LC = 0{,}8 \times 3 = 2{,}4 \text{ cm} \]

De plus, calcul de TE :

\[ \frac{2}{TE} = 0{,}8 \quad \text{donc} \quad TE = \frac{2}{0{,}8} = 2{,}5 \text{ cm} \]

COLETH2 cm1,6 cmLC = 2,4 cm2 cm3 cmTE = 2,5 cm
Longueurs calculées (en rouge) avec le coefficient 0,8.
Réponse : \(\dfrac{LO}{HT} = \dfrac{LC}{HE} = \dfrac{OC}{TE}\) ; LC = 2,4 cm et TE = 2,5 cm.

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Exercice 6 : Géométrie et triangles (corrigé triangles semblables)

Revoir l’énoncé de l’exercice 6

Énoncé de l'exercice 6 sur les triangles semblables en 4ème : Géométrie et triangles

De même, pour savoir si deux triangles sont semblables à partir des longueurs, on range les côtés de chaque triangle dans l’ordre croissant, puis on compare les rapports.

  • Triangle ART : RT = 8,1 cm ; AR = 12 cm ; AT = 14,4 cm.
  • Triangle ZEN : ZN = 5,4 cm ; EN = 8 cm ; ZE = 9,6 cm.

\[ \frac{RT}{ZN} = \frac{8{,}1}{5{,}4} = 1{,}5 \qquad \frac{AR}{EN} = \frac{12}{8} = 1{,}5 \qquad \frac{AT}{ZE} = \frac{14{,}4}{9{,}6} = 1{,}5 \]

Par conséquent, les trois rapports sont égaux : les longueurs des côtés sont proportionnelles (coefficient 1,5). De plus, les triangles ART et ZEN sont donc semblables ; ART est un agrandissement de ZEN, avec les sommets homologues R ↔ N, A ↔ E et T ↔ Z.

Réponse : oui, les côtés sont proportionnels (rapport 1,5), donc ART et ZEN sont semblables.

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Exercice 7 : Calculer la longueur AB

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Énoncé de l'exercice 7 sur les triangles semblables en 4ème : Calculer la longueur AB – corrigé triangles semblables

Par ailleurs, le triangle DEF est isocèle en F (FD = FE = 4,5 cm) et le triangle ABC est isocèle en C (CA = CB = 2,5 cm). Ensuite, ils sont semblables, avec les sommets principaux homologues : C ↔ F, et les bases homologues : [AB] ↔ [DE].

De même, les côtés homologues sont proportionnels :

\[ \frac{AB}{DE} = \frac{CB}{FE} \quad \text{soit} \quad \frac{AB}{3{,}6} = \frac{2{,}5}{4{,}5} \]
\[ \begin{aligned} AB &= \frac{2{,}5 \times 3{,}6}{4{,}5} \\ &= \frac{9}{4{,}5} \\ &= 2 \text{ cm} \end{aligned} \]

Par conséquent, on peut aussi raisonner avec le coefficient d’agrandissement \(k = \dfrac{4{,}5}{2{,}5} = 1{,}8\) : \(AB = 3{,}6 \div 1{,}8 = 2\) cm.

DEFABC3,6 cm4,5 cm2,5 cmAB = 2 cm
Le coefficient de réduction 2,5 / 4,5 donne AB = 2 cm.
Réponse : AB = 2 cm.

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Exercice 8 : La hauteur d’un geyser (corrigé triangles semblables)

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Énoncé de l'exercice 8 sur les triangles semblables en 4ème : La hauteur d’un geyser

Par ailleurs, on compare les triangles SPV et BAV.

  • Ils sont tous deux rectangles : \(\widehat{SPV} = \widehat{BAV} = 90^\circ\).
  • Le rayon lumineux se réfléchit sur le miroir en faisant des angles égaux : \(\widehat{SVP} = \widehat{BVA}\) (angles verts).

De même, ces deux triangles ont deux angles égaux deux à deux, donc aussi le troisième : ils sont semblables, avec S ↔ B, P ↔ A et V ↔ V. Leurs côtés homologues sont proportionnels :

\[ \frac{SP}{BA} = \frac{PV}{AV} \quad \text{soit} \quad \frac{SP}{1{,}70} = \frac{36}{2{,}40} \]
\[ \begin{aligned} SP &= \frac{36 \times 1{,}70}{2{,}40} \\ &= 15 \times 1{,}70 \\ &= 25{,}5 \text{ m} \end{aligned} \]

SPVAB36 m2,40 m1,70 mh = 25,5 m
Schéma (pas à l’échelle) : les triangles SPV et BAV sont semblables.
Réponse : le geyser mesure environ 25,5 m de haut.

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Exercice 9 : Compléter les égalités

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Énoncé de l'exercice 9 sur les triangles semblables en 4ème : Compléter les égalités – corrigé triangles semblables

Ensuite, les égalités d’angles donnent les sommets homologues : \(\widehat{MON} = \widehat{STE}\) donc O ↔ T ; \(\widehat{MNO} = \widehat{EST}\) donc N ↔ S. Par ailleurs, le troisième sommet M correspond donc à E.

a. Par ailleurs, les angles en M et en E sont homologues, donc de même mesure :

\[ \widehat{NMO} = \widehat{SET} \]

b. De même, les côtés homologues sont [MO] ↔ [ET], [ON] ↔ [TS] et [MN] ↔ [ES]. Leurs longueurs sont proportionnelles :

\[ \frac{MO}{ET} = \frac{ON}{TS} = \frac{MN}{ES} \]

Réponse : a. \(\widehat{NMO} = \widehat{SET}\) ; b. \(\dfrac{MO}{ET} = \dfrac{ON}{TS} = \dfrac{MN}{ES}\).

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Exercice 10 : Les angles violet et vert (corrigé triangles semblables)

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Énoncé de l'exercice 10 sur les triangles semblables en 4ème : Les angles violet et vert

Ensuite, L’angle violet est \(\widehat{MAN}\) dans le triangle AMN, l’angle vert est \(\widehat{PON}\) dans le triangle OPN. Puis on cherche si ces deux triangles sont semblables.

  • AMN est isocèle en A : AM = AN = 5 cm et MN = 6 cm.
  • OPN est isocèle en O : OP = ON = 3 cm et PN = 3,6 cm.

Par ailleurs, on compare les côtés rangés dans le même ordre :

\[ \frac{OP}{AM} = \frac{3}{5} = 0{,}6 \qquad \frac{ON}{AN} = \frac{3}{5} = 0{,}6 \qquad \frac{PN}{MN} = \frac{3{,}6}{6} = 0{,}6 \]

De même, les côtés sont proportionnels (coefficient de réduction 0,6), donc les triangles AMN et OPN sont semblables. Ensuite, le sommet A, commun aux deux côtés égaux de AMN, a pour homologue le sommet O, commun aux deux côtés égaux de OPN. Or deux triangles semblables ont leurs angles homologues de même mesure : \(\widehat{MAN} = \widehat{PON}\).

MNANPO5 cm5 cm6 cm3 cm3 cm3,6 cmRapports : 3/5 = 0,6 et 3,6/6 = 0,6
Les côtés sont proportionnels (coefficient 0,6) : l’angle en A et l’angle en O sont égaux.
Réponse : oui, les angles violet et vert ont la même mesure, car les triangles AMN et OPN sont semblables (côtés proportionnels) et ces angles sont homologues.

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Corrigé des exercices 11 à 20 sur les triangles semblables en 4ème

Exercice 11 : Démontrer que JLM et IJK sont semblables (corrigé triangles semblables)

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Énoncé de l'exercice 11 sur les triangles semblables en 4ème : Démontrer que JLM et IJK sont semblables – corrigé triangles semblables

Figure de l'exercice 11 : triangle IJK avec L sur [IJ] et M sur [JK], IJ = 8 cm, JM = 3,2 cm, MK = 6,8 cm, LM = 4,4 cm, angles en L et en K codés en vert
Figure de l’énoncé

a. Ensuite, on compare les angles des triangles JLM et IJK :

  • l’angle \( \widehat{LJM} \) et l’angle \( \widehat{IJK} \) sont le même angle, puisque L est sur [JI] et M sur [JK] ;
  • d’après le codage vert, \( \widehat{JLM} = \widehat{JKI} \).

Par ailleurs, les deux triangles ont deux angles égaux deux à deux, donc le troisième aussi (la somme des angles vaut 180°) : les triangles JLM et IJK sont semblables.

De même, sommets homologues : J ↔ J, L ↔ K (angles verts), donc M ↔ I. Puis les côtés homologues sont ceux qui relient des sommets homologues : [JL] et [JK], [JM] et [JI], [LM] et [KI].

b. Par conséquent, les longueurs des côtés homologues sont proportionnelles :

\[ \frac{JL}{JK} = \frac{JM}{JI} = \frac{LM}{KI} \]

De plus, on connaît JM = 3,2 cm, JI = 8 cm, LM = 4,4 cm et \( JK = JM + MK = 3{,}2 + 6{,}8 = 10 \text{ cm} \). De plus, le coefficient de réduction est \( \dfrac{JM}{JI} = \dfrac{3{,}2}{8} = 0{,}4 \).

\[ JL = 0{,}4 \times JK = 0{,}4 \times 10 = 4 \text{ cm} \qquad KI = \frac{LM}{0{,}4} = \frac{4{,}4}{0{,}4} = 11 \text{ cm} \]

Correction de l'exercice 11 : les segments [LJ] et [KI] sont repassés en rouge avec LJ = 4 cm et KI = 11 cm – corrigé triangles semblables
La réponse sur la figure
Réponse : JLM et IJK sont semblables (J ↔ J, L ↔ K, M ↔ I) ; LJ = 4 cm et KI = 11 cm.

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Exercice 12 : Les sommets homologues

Revoir l’énoncé de l’exercice 12

Énoncé de l'exercice 12 sur les triangles semblables en 4ème : Les sommets homologues

Figure de l'exercice 12 : droites (AE) et (CD) sécantes en B, triangles ABC et DBE, AB = 2,5 cm, AC = 3 cm, DB = 2 cm, angles en A et en D codés en rouge – corrigé triangles semblables
Figure de l’énoncé

a. De même, dans les triangles ABC et DBE :

  • les angles \( \widehat{ABC} \) et \( \widehat{DBE} \) sont opposés par le sommet B, donc ils sont égaux ;
  • d’après le codage rouge, \( \widehat{BAC} = \widehat{BDE} \).

Par conséquent, deux angles égaux deux à deux : les triangles ABC et DBE sont semblables. Sommets homologues : A ↔ D, B ↔ B, C ↔ E.

b. De plus, on écrit l’égalité des rapports des côtés homologues :

\[ \frac{DB}{AB} = \frac{BE}{BC} = \frac{DE}{AC} \]

Ainsi, avec DB = 2 cm et AB = 2,5 cm, le coefficient est \( \dfrac{2}{2{,}5} = 0{,}8 \). Donc :

\[ DE = 0{,}8 \times AC = 0{,}8 \times 3 = 2{,}4 \text{ cm} \]

Correction de l'exercice 12 : le segment [DE] est repassé en rouge et mesure 2,4 cm
La réponse sur la figure
Réponse : ABC et DBE sont semblables (A ↔ D, B ↔ B, C ↔ E) ; DE = 2,4 cm.

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Exercice 13 : Calculer la longueur CA (corrigé triangles semblables)

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Énoncé de l'exercice 13 sur les triangles semblables en 4ème : Calculer la longueur CA – corrigé triangles semblables

Figure de l'exercice 13 : voile triangulaire ABC rectangle en B sur le mât d'un bateau, D pied de la hauteur issue de B sur [AC], CD = 4 cm et CB = 5 cm
Figure de l’énoncé

a. Par conséquent, comparons les triangles CBD et ABC :

  • le triangle CBD est rectangle en D : \( \widehat{CDB} = 90^\circ \) ;
  • le triangle ABC est rectangle en B : \( \widehat{CBA} = 90^\circ \) ;
  • l’angle \( \widehat{BCD} \) et l’angle \( \widehat{ACB} \) sont le même angle, car D est sur [CA].

De plus, deux angles égaux deux à deux : CBD et ABC sont semblables. Sommets homologues : C ↔ C, D ↔ B (angles droits) et B ↔ A.

b. Ainsi, les côtés homologues sont proportionnels :

\[ \frac{CD}{CB} = \frac{CB}{CA} = \frac{DB}{BA} \]

Enfin, avec CD = 4 cm et CB = 5 cm :

\[ \frac{4}{5} = \frac{5}{CA} \quad \text{donc} \quad CA = \frac{5 \times 5}{4} = \frac{25}{4} = 6{,}25 \text{ cm} \]

Correction de l'exercice 13 : le côté [CA] de la voile, le long du mât, est repassé en rouge et mesure 6,25 cm – corrigé triangles semblables
La réponse sur la figure
Réponse : CBD et ABC sont semblables (C ↔ C, D ↔ B, B ↔ A) ; CA = 6,25 cm.

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Exercice 14 : Déterminer des longueurs

Revoir l’énoncé de l’exercice 14

Énoncé de l'exercice 14 sur les triangles semblables en 4ème : Déterminer des longueurs

Figure de l'exercice 14 : quadrilatère ACBD partagé par [BC] en triangles ABC et BCD, AB = 4 cm, BC = 6 cm, BD = 7,5 cm, angles rouges en C et en D, angles verts en A et en B – corrigé triangles semblables
Figure de l’énoncé

a. De plus, D’après l’énoncé, \( \widehat{ACB} = \widehat{BDC} \) et \( \widehat{BAC} = \widehat{DBC} \). Ensuite, les triangles ABC et BCD ont deux angles égaux deux à deux, donc ils sont semblables.

Ainsi, sommets homologues : C ↔ D (angles rouges), A ↔ B (angles verts), donc B ↔ C. Par ailleurs, les côtés homologues sont : [AB] et [BC], [BC] et [CD], [AC] et [BD].

b. Enfin, égalité des rapports (triangle BCD au numérateur) :

\[ \frac{BC}{AB} = \frac{CD}{BC} = \frac{BD}{AC} \]

Ensuite, le coefficient d’agrandissement est \( \dfrac{BC}{AB} = \dfrac{6}{4} = 1{,}5 \).

\[ AC = \frac{BD}{1{,}5} = \frac{7{,}5}{1{,}5} = 5 \text{ cm} \qquad CD = 1{,}5 \times BC = 1{,}5 \times 6 = 9 \text{ cm} \]

Correction de l'exercice 14 : les segments [AC] et [CD] sont repassés en rouge avec AC = 5 cm et CD = 9 cm
La réponse sur la figure
Réponse : ABC et BCD sont semblables (A ↔ B, B ↔ C, C ↔ D) ; AC = 5 cm et CD = 9 cm.

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Exercice 15 : Calculer les longueurs BE et DE (corrigé triangles semblables)

Revoir l’énoncé de l’exercice 15

Énoncé de l'exercice 15 sur les triangles semblables en 4ème : Calculer les longueurs BE et DE – corrigé triangles semblables

Figure de l'exercice 15 : triangle ABC, D milieu de [BC], E sur [AB], angles verts égaux en A et en D
Figure de l’énoncé

Ainsi, les triangles BDE et BAC ont :

  • \( \widehat{BDE} = \widehat{BAC} \) (énoncé) ;
  • l’angle en B en commun (D est sur [BC] et E sur [BA]).

Enfin, ils sont donc semblables, avec B ↔ B, D ↔ A et E ↔ C.

Ensuite, D est le milieu de [BC], donc \( BD = 4 \div 2 = 2 \text{ cm} \). Puis les côtés homologues sont proportionnels :

\[ \frac{BD}{BA} = \frac{BE}{BC} = \frac{DE}{AC} \quad \text{avec} \quad \frac{BD}{BA} = \frac{2}{5} = 0{,}4 \]
\[ BE = 0{,}4 \times BC = 0{,}4 \times 4 = 1{,}6 \text{ cm} \qquad DE = 0{,}4 \times AC = 0{,}4 \times 6 = 2{,}4 \text{ cm} \]

Par ailleurs, attention : [BD] correspond à [BA] (et non à [BC]), car D est l’homologue de A.

Correction de l'exercice 15 : les segments [BE] et [DE] sont repassés en rouge avec BE = 1,6 cm et DE = 2,4 cm – corrigé triangles semblables
La réponse sur la figure
Réponse : BE = 1,6 cm et DE = 2,4 cm.

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Exercice 16 : Démonstration et propriétés

Revoir l’énoncé de l’exercice 16

Énoncé de l'exercice 16 sur les triangles semblables en 4ème : Démonstration et propriétés

Figure de l'exercice 16 : triangle ABC avec AC = 6 cm, BC = 4,5 cm, AB = 7,5 cm, E sur [AC], D sur [AB], [ED] perpendiculaire à [AB] et ED = 2,7 cm – corrigé triangles semblables
Figure de l’énoncé

a. Enfin, le plus grand côté est [AB]. Ensuite, on compare \( AB^2 \) et \( AC^2 + BC^2 \) :

\[ AB^2 = 7{,}5^2 = 56{,}25 \qquad AC^2 + BC^2 = 6^2 + 4{,}5^2 = 36 + 20{,}25 = 56{,}25 \]

Ensuite, on a \( AB^2 = AC^2 + BC^2 \) : d’après la réciproque du théorème de Pythagore, le triangle ABC est rectangle en C.

b. Par ailleurs, le triangle ADE est rectangle en D et le triangle ACB est rectangle en C : \( \widehat{ADE} = \widehat{ACB} = 90^\circ \). De plus, l’angle en A est commun aux deux triangles. Deux angles égaux : ABC et ADE sont semblables, avec A ↔ A, D ↔ C et E ↔ B.

c. De même, les côtés homologues sont proportionnels :

\[ \frac{AD}{AC} = \frac{AE}{AB} = \frac{DE}{CB} \quad \text{avec} \quad \frac{DE}{CB} = \frac{2{,}7}{4{,}5} = 0{,}6 \]
\[ AD = 0{,}6 \times 6 = 3{,}6 \text{ cm} \qquad AE = 0{,}6 \times 7{,}5 = 4{,}5 \text{ cm} \]
\[ P_{ADE} = AD + DE + AE = 3{,}6 + 2{,}7 + 4{,}5 = 10{,}8 \text{ cm} \]

Par conséquent, vérification : le périmètre de ABC vaut \( 6 + 4{,}5 + 7{,}5 = 18 \) cm et \( 0{,}6 \times 18 = 10{,}8 \) cm. Puis les périmètres sont dans le même rapport que les longueurs.

Correction de l'exercice 16 : les côtés [AD] et [AE] du triangle ADE sont repassés en rouge, AD = 3,6 cm et AE = 4,5 cm
La réponse sur la figure
Réponse : ABC est rectangle en C ; ABC et ADE sont semblables ; le périmètre de ADE est 10,8 cm.

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Exercice 17 : Le nouveau réfrigérateur (corrigé triangles semblables)

Revoir l’énoncé de l’exercice 17

Énoncé de l'exercice 17 sur les triangles semblables en 4ème : Le nouveau réfrigérateur – corrigé triangles semblables

Figure de l'exercice 17 : réfrigérateur rectangulaire penché contre un mur, B contre le mur, A au sol, C à 16 cm au-dessus du point D, EA = 80 cm et AD = 30 cm, angles droits en E, A et D
Figure de l’énoncé

1. Par ailleurs, le triangle ACD est rectangle en D. D’après le théorème de Pythagore :

\[ AC^2 = AD^2 + DC^2 = 30^2 + 16^2 = 900 + 256 = 1\,156 \quad \text{donc} \quad AC = \sqrt{1\,156} = 34 \text{ cm} \]

Par conséquent, on obtient 2. a. Le triangle ABE est rectangle en E, donc ses deux angles aigus sont complémentaires :

\[ \widehat{BAE} = 90^\circ – x \]

b. Par conséquent, les points E, A et D sont alignés, donc \( \widehat{EAB} + \widehat{BAC} + \widehat{CAD} = 180^\circ \). De plus, l’angle \( \widehat{BAC} \) est un angle du réfrigérateur : il est droit.

\[ \widehat{CAD} = 180^\circ – 90^\circ – (90^\circ – x) = x \]

3. De plus, les triangles ABE et CAD sont rectangles (en E et en D) et \( \widehat{ABE} = \widehat{CAD} = x \) : ils sont semblables, avec B ↔ A, A ↔ C et E ↔ D. Ensuite, les côtés homologues sont proportionnels :

\[ \frac{AB}{CA} = \frac{AE}{CD} = \frac{BE}{AD} \quad \text{avec} \quad \frac{AE}{CD} = \frac{80}{16} = 5 \]
\[ AB = 5 \times CA = 5 \times 34 = 170 \text{ cm} \]

Ensuite, on a (De même BE = 5 × 30 = 150 cm, et l’on vérifie que \( 150^2 + 80^2 = 28\,900 = 170^2 \).)

Correction de l'exercice 17 : la largeur [AC] et la hauteur [AB] du réfrigérateur sont repassées en rouge, AC = 34 cm et AB = 170 cm – corrigé triangles semblables
La réponse sur la figure
Réponse : AC = 34 cm ; \( \widehat{BAE} = 90^\circ – x \) et \( \widehat{CAD} = x \) ; le réfrigérateur mesure AB = 170 cm de haut.

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Exercice 18 : Compléter les tableaux

Revoir l’énoncé de l’exercice 18

Énoncé de l'exercice 18 sur les triangles semblables en 4ème : Compléter les tableaux

Figure de l'exercice 18 : triangles semblables MOI et ABC, angles verts en I et en B, angles rouges en M et en A – corrigé triangles semblables
Figure de l’énoncé

Par conséquent, les angles de même couleur sont égaux : l’angle vert est en B dans ABC et en I dans MOI ; l’angle rouge est en A et en M. Par ailleurs, il reste C, qui correspond donc à O.

De plus, un côté homologue relie les sommets homologues : [AC] a pour extrémités A et C, qui correspondent à M et O, donc [AC] est homologue de [MO].

Angles homologues Sommets homologues Côtés homologues
\( \widehat{ABC} \) et \( \widehat{MIO} \) B et I [AC] et [MO]
\( \widehat{BAC} \) et \( \widehat{IMO} \) A et M [BC] et [IO]
\( \widehat{ACB} \) et \( \widehat{MOI} \) C et O [AB] et [MI]

Enfin, remarque : chaque côté est opposé à un angle ; [AC] est opposé à l’angle en B, et son homologue [MO] est opposé à l’angle en I.

Réponse : B ↔ I, A ↔ M, C ↔ O ; côtés homologues [AC] et [MO], [BC] et [IO], [AB] et [MI].

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Exercice 19 : Triangles semblables et coefficient de proportionnalité (corrigé triangles semblables)

Revoir l’énoncé de l’exercice 19

Énoncé de l'exercice 19 sur les triangles semblables en 4ème : Triangles semblables et coefficient de proportionnalité

Figure de l'exercice 19 : cas a, triangle ABC rectangle en B avec angle de 40 degrés en C et BC = 4 cm, triangle DEF avec angles de 40 et 50 degrés et DF = 6 cm ; cas b, triangle ABC avec deux angles de 55 degrés et AB = 2 cm, triangle DEF isocèle en E avec angle de 70 degrés et DE = 1,4 cm – corrigé triangles semblables
Figure de l’énoncé

a. De plus, dans ABC, rectangle en B : \( \widehat{A} = 180^\circ – 90^\circ – 40^\circ = 50^\circ \). Puis dans DEF : \( \widehat{F} = 180^\circ – 40^\circ – 50^\circ = 90^\circ \).

Ainsi, les deux triangles ont les mêmes angles (90°, 40°, 50°) : ils sont semblables, avec B ↔ F, C ↔ D et A ↔ E. Ensuite, le côté [BC] (entre l’angle droit et l’angle de 40°) a pour homologue [FD], qui mesure 6 cm :

\[ k = \frac{FD}{BC} = \frac{6}{4} = 1{,}5 \]

b. Enfin, dans ABC : \( \widehat{B} = 180^\circ – 55^\circ – 55^\circ = 70^\circ \) ; ABC est isocèle en B. Puis dans DEF, les codages montrent que DE = EF : le triangle est isocèle en E, donc ses angles à la base sont égaux : \( \widehat{D} = \widehat{F} = (180^\circ – 70^\circ) \div 2 = 55^\circ \).

Ensuite, les deux triangles ont les angles 70°, 55°, 55° : ils sont semblables, avec B ↔ E (sommets principaux). De plus, le côté [AB] a pour homologue un côté de l’angle de 70°, [ED], qui mesure 1,4 cm :

\[ k = \frac{ED}{AB} = \frac{1{,}4}{2} = 0{,}7 \]

Correction de l'exercice 19 : les angles calculés sont écrits en rouge, 50 degrés en A et 90 degrés en F dans le cas a, 70 degrés en B et 55 degrés en D et en F dans le cas b
La réponse sur la figure
Réponse : a. triangles semblables (mêmes angles), coefficient 1,5 (agrandissement) ; b. triangles semblables (70°, 55°, 55°), coefficient 0,7 (réduction).

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Exercice 20 : Angles opposés par le sommet

Revoir l’énoncé de l’exercice 20

Énoncé de l'exercice 20 sur les triangles semblables en 4ème : Angles opposés par le sommet – corrigé triangles semblables

Figure de l'exercice 20 : droites (HK) et (JL) sécantes en I, triangle HIJ avec 75 degrés en H et 47 degrés en I, triangle ILK avec 58 degrés en K
Figure de l’énoncé

a) Ainsi, les angles \( \widehat{KIL} \) et \( \widehat{HIJ} \) sont opposés par le sommet I, donc ils ont la même mesure :

\[ \widehat{KIL} = \widehat{HIJ} = 47^\circ \]

b) Enfin, on calcule le troisième angle de chaque triangle :

\[ \widehat{HJI} = 180^\circ – 75^\circ – 47^\circ = 58^\circ \qquad \widehat{ILK} = 180^\circ – 47^\circ – 58^\circ = 75^\circ \]

Ensuite, le triangle HIJ a pour angles 75°, 47° et 58°, et le triangle ILK a aussi pour angles 47°, 58° et 75°. Ayant les mêmes angles, les triangles HIJ et ILK sont semblables, avec H ↔ L, I ↔ I et J ↔ K.

Correction de l'exercice 20 : l'angle KIL de 47 degrés est écrit en rouge, avec les angles calculés ILK = 75 degrés et IJH = 58 degrés – corrigé triangles semblables
La réponse sur la figure
Réponse : a) \( \widehat{KIL} = 47^\circ \) ; b) les deux triangles ont les angles 47°, 58° et 75° : ils sont semblables.

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Corrigé des exercices 21 à 30 sur les triangles semblables en 4ème

Exercice 21 : Les deux maisons

Revoir l’énoncé de l’exercice 21

Énoncé de l'exercice 21 sur les triangles semblables en 4ème : Les deux maisons

Figure de l'exercice 21 : deux maisons dont les toits forment des triangles isocèles, le premier de côtés 3,9 m, 3,9 m et 7,2 m avec un angle vert, le second de côtés 6,5 m, 6,5 m et 12 m avec un angle bleu – corrigé triangles semblables
Figure de l’énoncé

Ainsi, affirmation de Juliette. On range les côtés de chaque triangle dans l’ordre croissant et on calcule les rapports (grand toit sur petit toit) :

\[ \frac{6{,}5}{3{,}9} = \frac{65}{39} = \frac{5}{3} \qquad \frac{6{,}5}{3{,}9} = \frac{5}{3} \qquad \frac{12}{7{,}2} = \frac{120}{72} = \frac{5}{3} \]

Enfin, les trois rapports sont égaux (environ 1,67) : les longueurs des côtés sont proportionnelles. Juliette a raison, les triangles sont semblables : le grand toit est un agrandissement du petit de coefficient \( \dfrac{5}{3} \).

Ensuite, avis d’Enzo. Deux triangles semblables ont leurs angles homologues égaux. Ensuite, l’angle vert et l’angle bleu sont tous deux l’angle entre un côté oblique du toit et la base : ils sont homologues. Enzo a raison, ces deux angles ont la même mesure.

Réponse : les côtés sont proportionnels (rapport 5/3), les triangles sont semblables ; les angles vert et bleu sont homologues, donc égaux.

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Exercice 22 : Côtés homologues et longueurs (corrigé triangles semblables)

Revoir l’énoncé de l’exercice 22

Énoncé de l'exercice 22 sur les triangles semblables en 4ème : Côtés homologues et longueurs

Figure de l'exercice 22 : triangle MER avec ME = 3,5 cm et ER = 6,5 cm, triangle LAC avec CA = 1,6 cm et CL = 1,4 cm, angles verts en M et C, rouges en E et L, bleus en R et A – corrigé triangles semblables
Figure de l’énoncé

1) Ainsi, les angles de même couleur sont égaux : M ↔ C (vert), E ↔ L (rouge) et R ↔ A (bleu). Par ailleurs, les paires de côtés homologues sont donc :

  • [ME] et [CL] ;
  • [ER] et [LA] ;
  • [MR] et [CA].

2) Enfin, les longueurs des côtés homologues sont proportionnelles :

\[ \frac{CL}{ME} = \frac{LA}{ER} = \frac{CA}{MR} \quad \text{avec} \quad \frac{CL}{ME} = \frac{1{,}4}{3{,}5} = 0{,}4 \]
\[ MR = \frac{CA}{0{,}4} = \frac{1{,}6}{0{,}4} = 4 \text{ cm} \qquad AL = 0{,}4 \times ER = 0{,}4 \times 6{,}5 = 2{,}6 \text{ cm} \]

Correction de l'exercice 22 : les côtés [MR] et [AL] sont repassés en rouge, MR = 4 cm et AL = 2,6 cm
La réponse sur la figure
Réponse : [ME] et [CL], [ER] et [LA], [MR] et [CA] ; MR = 4 cm et AL = 2,6 cm.

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Exercice 23 : Deux circuits forment des triangles semblables

Revoir l’énoncé de l’exercice 23

Énoncé de l'exercice 23 sur les triangles semblables en 4ème : Deux circuits forment des triangles semblables – corrigé triangles semblables

Par ailleurs, les deux circuits sont des triangles semblables : les longueurs du grand circuit sont proportionnelles à celles du petit. Puis le petit côté du grand circuit correspond au petit côté du petit circuit (300 m). Ensuite, le coefficient d’agrandissement est :

\[ k = \frac{400}{300} = \frac{4}{3} \]

De même, on calcule les autres côtés du grand circuit :

\[ 360 \times \frac{4}{3} = 480 \text{ m} \qquad 570 \times \frac{4}{3} = 760 \text{ m} \]

Par conséquent, longueur d’un tour du grand circuit : \( 400 + 480 + 760 = 1\,640 \) m. (On peut aussi multiplier le périmètre du petit circuit : \( (300 + 360 + 570) \times \dfrac{4}{3} = 1\,230 \times \dfrac{4}{3} = 1\,640 \) m.)

\[ 2 \times 1\,640 = 3\,280 \text{ m} \]

Réponse : en deux tours du grand circuit, Ambre parcourt 3 280 m, soit 3,28 km.

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Exercice 24 : La hauteur de l'obélisque (corrigé triangles semblables)

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Énoncé de l'exercice 24 sur les triangles semblables en 4ème : La hauteur de l'obélisque

Figure de l'exercice 24 : touriste [TA] de 1,84 m, miroir M au sol à 7 m de A, obélisque [SB] à 94,5 m de A, rayon lumineux de S à T réfléchi en M – corrigé triangles semblables
Figure de l’énoncé

Par ailleurs, les triangles TAM et SBM sont rectangles en A et en B (le touriste et l’obélisque sont verticaux) et \( \widehat{AMT} = \widehat{BMS} \). Puis ils ont deux angles égaux : ils sont semblables, avec T ↔ S, A ↔ B et M ↔ M.

On calcule d’abord \( MB = AB – AM = 94{,}5 – 7 = 87{,}5 \) m. De plus, les côtés homologues sont proportionnels :

\[ \frac{SB}{TA} = \frac{MB}{MA} \quad \text{donc} \quad \frac{SB}{1{,}84} = \frac{87{,}5}{7} = 12{,}5 \]
\[ SB = 12{,}5 \times 1{,}84 = 23 \text{ m} \]

Correction de l'exercice 24 : la hauteur [SB] de l'obélisque est repassée en rouge et mesure 23 m
La réponse sur la figure
Réponse : l’obélisque mesure environ 23 m de haut.

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Exercice 25 : Une boucle d'oreille

Revoir l’énoncé de l’exercice 25

Énoncé de l'exercice 25 sur les triangles semblables en 4ème : Une boucle d'oreille – corrigé triangles semblables

Figure de l'exercice 25 : boucle d'oreille formée des triangles EFG et GHI opposés en G, EF = 1,5 cm, FG = 2 cm, EG = 3 cm, GI = 3,6 cm, angles égaux en F et en H
Figure de l’énoncé

1) Dans les triangles EFG et IHG :

  • \( \widehat{EFG} = \widehat{GHI} \) (énoncé) ;
  • \( \widehat{EGF} = \widehat{HGI} \), car ces angles sont opposés par le sommet G (les droites (EH) et (FI) se coupent en G).

Deux angles égaux deux à deux : les triangles EFG et GHI sont semblables, avec F ↔ H, G ↔ G et E ↔ I.

2) Les côtés homologues sont proportionnels :

\[ \frac{GI}{GE} = \frac{GH}{GF} = \frac{HI}{FE} \quad \text{avec} \quad \frac{GI}{GE} = \frac{3{,}6}{3} = 1{,}2 \]
\[ GH = 1{,}2 \times GF = 1{,}2 \times 2 = 2{,}4 \text{ cm} \qquad HI = 1{,}2 \times FE = 1{,}2 \times 1{,}5 = 1{,}8 \text{ cm} \]

Correction de l'exercice 25 : les fils [GH] et [HI] sont repassés en rouge, GH = 2,4 cm et HI = 1,8 cm – corrigé triangles semblables
La réponse sur la figure
Réponse : EFG et GHI sont semblables ; GH = 2,4 cm et HI = 1,8 cm.

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Exercice 26 : Deux triangles semblables

Revoir l’énoncé de l’exercice 26

Énoncé de l'exercice 26 sur les triangles semblables en 4ème : Deux triangles semblables

Figure de l'exercice 26 : deux rampes, triangle ABE rectangle en E avec AB = 5,1 m et EB = 4,5 m, triangle IHF rectangle en H avec HF = 3 m – corrigé triangles semblables
Figure de l’énoncé

1) Le triangle ABE est rectangle en E. D’après le théorème de Pythagore :

\[ AE^2 = AB^2 – EB^2 = 5{,}1^2 – 4{,}5^2 = 26{,}01 – 20{,}25 = 5{,}76 \quad \text{donc} \quad AE = \sqrt{5{,}76} = 2{,}4 \text{ m} \]

2) Les triangles ABE et IHF sont semblables, avec A ↔ I, B ↔ F et E ↔ H (angles droits en E et en H). Ensuite, le coefficient de réduction est :

\[ k = \frac{HF}{EB} = \frac{3}{4{,}5} = \frac{2}{3} \]
\[ IH = \frac{2}{3} \times AE = \frac{2}{3} \times 2{,}4 = 1{,}6 \text{ m} \qquad IF = \frac{2}{3} \times AB = \frac{2}{3} \times 5{,}1 = 3{,}4 \text{ m} \]

Correction de l'exercice 26 : les segments [AE], [IH] et [IF] sont repassés en rouge, AE = 2,4 m, IH = 1,6 m et IF = 3,4 m
La réponse sur la figure
Réponse : AE = 2,4 m ; IH = 1,6 m et IF = 3,4 m.

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Exercice 27 : Deux triangles rectangles

Revoir l’énoncé de l’exercice 27

Énoncé de l'exercice 27 sur les triangles semblables en 4ème : Deux triangles rectangles – corrigé triangles semblables

Figure de l'exercice 27 : triangle ABC rectangle en B avec AC = 10 cm et BC = 8 cm, triangle DAC rectangle en A, angles verts égaux en D et en A
Figure de l’énoncé

La figure indique déjà AC = 10 cm : c’est l’hypoténuse du triangle ABC. Par ailleurs, on calcule AD, puis la longueur restante du triangle DAC, DC.

Triangles semblables. DAC est rectangle en A, ABC est rectangle en B, et les angles verts sont égaux : \( \widehat{ADC} = \widehat{BAC} \). Puis les deux triangles sont semblables, avec D ↔ A, A ↔ B et C ↔ C.

Calcul de AB (Pythagore dans ABC, rectangle en B) :

\[ AB^2 = AC^2 – BC^2 = 100 – 64 = 36 \quad \text{donc} \quad AB = 6 \text{ cm} \]

Rapports. Les côtés homologues sont proportionnels :

\[ \frac{DA}{AB} = \frac{AC}{BC} = \frac{DC}{AC} \quad \text{avec} \quad \frac{AC}{BC} = \frac{10}{8} = 1{,}25 \]
\[ AD = 1{,}25 \times AB = 1{,}25 \times 6 = 7{,}5 \text{ cm} \qquad DC = 1{,}25 \times AC = 1{,}25 \times 10 = 12{,}5 \text{ cm} \]

Vérification dans DAC, rectangle en A : \( 7{,}5^2 + 10^2 = 56{,}25 + 100 = 156{,}25 = 12{,}5^2 \).

Correction de l'exercice 27 : les segments [AD], [DC] et [AB] sont repassés en rouge, AD = 7,5 cm, DC = 12,5 cm et AB = 6 cm – corrigé triangles semblables
La réponse sur la figure
Réponse : AD = 7,5 cm et AC = 10 cm (donnée de la figure) ; de plus AB = 6 cm et DC = 12,5 cm.

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Exercice 28 : Démonstration et géométrie

Revoir l’énoncé de l’exercice 28

Énoncé de l'exercice 28 sur les triangles semblables en 4ème : Démonstration et géométrie

Figure de l'exercice 28 : triangle ABC avec AC = 15 cm, AB = 8 cm, BC = 17 cm, E sur [AC], D sur [BC], [ED] perpendiculaire à [BC] et CD = 6,8 cm – corrigé triangles semblables
Figure de l’énoncé

1) Le plus grand côté est [BC]. Ensuite, on compare :

\[ BC^2 = 17^2 = 289 \qquad AB^2 + AC^2 = 8^2 + 15^2 = 64 + 225 = 289 \]

\( BC^2 = AB^2 + AC^2 \) : d’après la réciproque du théorème de Pythagore, ABC est rectangle en A.

2) Les triangles CDE (rectangle en D) et CAB (rectangle en A) ont l’angle en C en commun : ils sont semblables, avec C ↔ C, D ↔ A et E ↔ B. Donc [CD] est homologue de [CA] (côtés de l’angle droit issus de C) :

\[ \frac{CD}{CA} = \frac{DE}{AB} = \frac{CE}{CB} \quad \text{avec} \quad k = \frac{CD}{CA} = \frac{6{,}8}{15} = \frac{34}{75} \]
\[ DE = \frac{34}{75} \times 8 = \frac{272}{75} \approx 3{,}63 \text{ cm} \qquad CE = \frac{34}{75} \times 17 = \frac{578}{75} \approx 7{,}71 \text{ cm} \]

Le périmètre de CDE est celui de ABC multiplié par k. Puis le périmètre de ABC vaut \( 8 + 15 + 17 = 40 \) cm :

\[ P_{CDE} = \frac{34}{75} \times 40 = \frac{272}{15} \approx 18{,}13 \text{ cm} \]

Piège : il ne faut pas associer [CD] à [CB] parce qu’ils sont sur la même droite ; [CB] est l’hypoténuse de ABC, son homologue est l’hypoténuse [CE] de CDE.

Correction de l'exercice 28 : le triangle CDE est repassé en rouge, avec DE environ 3,63 cm, CE environ 7,71 cm et un périmètre d'environ 18,13 cm
La réponse sur la figure
Réponse : ABC est rectangle en A ; le périmètre de CDE vaut \( \dfrac{272}{15} \) cm, soit environ 18,13 cm.

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Exercice 29 : Déterminer la hauteur d'un arbre

Revoir l’énoncé de l’exercice 29

Énoncé de l'exercice 29 sur les triangles semblables en 4ème : Déterminer la hauteur d'un arbre – corrigé triangles semblables

Figure de l'exercice 29 : schéma d'un appareil photo, image [DF] de 40 mm sur le capteur à 48 mm de l'objectif G, arbre [AB] à 6 m de G, rayons passant par G
Figure de l’énoncé

Les rayons lumineux passent par l’objectif G : le haut de l’arbre A donne le bas de l’image F, et le bas B donne le haut D (l’image est renversée). De plus, les triangles GEF et GCA sont rectangles en E et en C, et leurs angles en G sont opposés par le sommet : ils sont semblables. De même pour GED et GCB.

On travaille dans la même unité : GC = 6 m = 6 000 mm et GE = 48 mm. Ensuite, le coefficient d’agrandissement vaut :

\[ k = \frac{GC}{GE} = \frac{6\,000}{48} = 125 \]

Donc CA = 125 × EF et CB = 125 × ED, et en additionnant :

\[ AB = 125 \times DF = 125 \times 40 = 5\,000 \text{ mm} = 5 \text{ m} \]

Correction de l'exercice 29 : la hauteur [AB] de l'arbre est repassée en rouge et mesure 5 m – corrigé triangles semblables
La réponse sur la figure
Réponse : l’arbre mesure 5 m de haut.

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Exercice 30 : Deux triangles semblables

Revoir l’énoncé de l’exercice 30

Énoncé de l'exercice 30 sur les triangles semblables en 4ème : Deux triangles semblables

Figure de l'exercice 30 : triangle ABC de côtés 7 cm, 6 cm et 8 cm, entouré du triangle JKL dont chaque côté est parallèle à un côté de ABC, à 1 cm de distance – corrigé triangles semblables
Figure de l’énoncé

Chaque côté du triangle JKL est tracé à 1 cm du côté correspondant de ABC, et ces distances sont mesurées perpendiculairement : les côtés sont donc parallèles deux à deux : (JL) // (AC), (LK) // (CB) et (JK) // (AB).

Deux droites parallèles coupées par une sécante forment des angles correspondants égaux. Par ailleurs, on en déduit que les angles de JKL sont égaux à ceux de ABC : \( \widehat{LJK} = \widehat{CAB} \), \( \widehat{JKL} = \widehat{ABC} \) et \( \widehat{JLK} = \widehat{ACB} \).

Les deux triangles ont les mêmes angles : ABC et JKL sont semblables, avec A ↔ J, B ↔ K et C ↔ L.

Attention au piège : les côtés de JKL ne s’obtiennent pas en ajoutant 2 cm aux côtés de ABC (ce qui ne donnerait pas des longueurs proportionnelles). Ici, c’est le parallélisme des côtés qui prouve la similitude.

Réponse : oui, les triangles ABC et JKL sont semblables, car leurs côtés sont parallèles deux à deux, donc leurs angles sont égaux.

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La méthode à retenir sur les triangles semblables

  • Trouver les sommets homologues : ce sont les sommets des angles de même mesure (même couleur sur la figure), ou le sommet commun à deux côtés homologues.
  • Prouver avec les angles : si deux angles d’un triangle sont égaux à deux angles de l’autre, les triangles sont semblables (le troisième angle se calcule avec la somme 180°).
  • Prouver avec les longueurs : ranger les côtés de chaque triangle dans l’ordre croissant, puis vérifier que les trois rapports sont égaux.
  • Écrire l’égalité des trois rapports en plaçant les côtés du même triangle toujours au numérateur.
  • Calculer une longueur : trouver le coefficient avec deux côtés homologues connus, puis multiplier ou diviser par ce coefficient.
  • Triangles isocèles : les sommets principaux sont homologues, et les bases sont homologues.

Les erreurs fréquentes

  • Associer les sommets dans l’ordre des noms (MER et OLA : M avec O…) au lieu de regarder les angles égaux.
  • Calculer les rapports sans avoir rangé les côtés : on compare alors des côtés qui ne sont pas homologues.
  • Mélanger les triangles dans une égalité de rapports (un côté du petit triangle au numérateur, puis un côté du grand).
  • Oublier que D sur [BC] rend l’angle en B commun aux triangles ABC et ABD.
  • Confondre un coefficient d’agrandissement (supérieur à 1) et de réduction (inférieur à 1), et multiplier au lieu de diviser.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre triangles semblables et triangles égaux ?

Deux triangles égaux sont superposables : mêmes angles et mêmes longueurs. Deux triangles semblables ont seulement les mêmes angles ; leurs longueurs sont proportionnelles. Puis un triangle agrandi ou réduit est semblable au triangle de départ, mais pas égal.

Combien d’angles faut-il vérifier pour prouver que deux triangles sont semblables ?

Deux suffisent. Comme la somme des angles d’un triangle vaut toujours 180°, si deux angles sont égaux deux à deux, le troisième l’est forcément aussi. Ensuite, dans une copie, on peut quand même calculer le troisième pour rendre la réponse plus claire.

À quoi servent les triangles semblables dans la vie courante ?

Ils permettent de mesurer des longueurs inaccessibles : hauteur d’un arbre, d’un bâtiment ou d’un geyser, grâce à un miroir ou à l’ombre d’un bâton. Puis on utilise aussi ce principe pour les plans, les cartes et les maquettes à l’échelle.

Pour aller plus loin :

Réviser efficacement : corrigé triangles semblables

Avant tout, rédige ta propre réponse sur un brouillon. Puis contrôle tes calculs avant de passer à la suite. De cette façon, tu comprends d’où vient chaque erreur. De plus, en outre, quelques minutes par jour suffisent pour retenir l’essentiel.

Par exemple, explique la méthode à voix haute, comme à un camarade. Enfin, pour aller plus loin, l’article Triangle de Wikipédia présente la notion autrement. Également, tu peux continuer avec corrigé des 44 exercices sur les équations en 4ème : solutions détaillées.

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