MIAM

Cabri-Géomètre en sixième

Figures remarquables au collège : triangles, parallélogrammes, quadrilatères, polygones réguliers, pentagones - Arcs et angles, symétries.

Sommaire

TP 1 : Les triangles
     Construire un triangle rectangle, un triangle isocèle
TP 2 : Droites remarquables dans le triangle
     Médianes
     Médiatrices
          Retrouver le centre d'un cercle
     Hauteurs
TP 4 : Symétries pour construire triangles ou quadrilatères
     Triangle isocèle, trapèze isocèle, rectangle
TP 5 : Pavages et réseaux
     Triangles équilatéraux, hexagones, étoiles
TP 6 : Milieux et médiatrice
     Construction, triangles équilatéraux
TP 7 : Constructions géométriques diverses
TP 8 : Arcs et angles
     Reproduire un arc, un angle
     Tracer une bissectrice
TP 9 : Symétrie axiale
     Symétrique d'un point, d'une droite,
          d'un cercle, d'un triangle

Les parallélogrammes

Programme de géométrie en 6e

GéoPlan en sixième

Carré et deux triangles équilatéraux - Vérifier un alignement

La règle et de l'équerre
Les quadrilatères

Les triangles
Construction du triangle équilatéral

Constructions géométriques - Ovale au tiers - Œuf, voir constructions avec contrainte

Exercices au collège - Comparer deux longueurs

Page no 3, réalisée le 2/12/2000 - mise à jour le 17/4/2010

GéoPlan en 6e
Constructions élémentaires

GéoPlan en 6e
Problèmes de
construction

Cabri-Géomètre
Initiation
Mode d'emploi

Index
collège

TP no 1 - LES TRIANGLES

Objet : dessiner des triangles particuliers (rectangle, isocèle ou équilatéral)

1. Construire un triangle rectangle à partir d'un petit côté

Triangle rectangle à partir d'un petit côtéPlacer deux points libres A, B et dessiner le segment [AB],

tracer la perpendiculaire à [AB] passant par B,

placer un point C sur la perpendiculaire (menu point>Point sur objet).

Nommer les points (Label),
gommer la perpendiculaire (menu Cacher/Montrer),
tracer les segments [BC] et [AC] et marquer l'angle droit (menu Label).

Marquer le milieu de [AB] (menu perpendiculaire) et tracer le cercle de centre O, passant par A.
Que remarque-t-on ?

cabri Télécharger la figure Cabri tr_rectangle_cote.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan tr_rect5.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo tr_rectangle_cote.glb


2. Construire un triangle rectangle à partir de l'hypoténuse

Triangle rectangle à partir de l'hypoténusePlacer les points libres A, C et dessiner le segment [AC], marquer le milieu (menu perpendiculaire),
tracer le cercle de diamètre [AC],
placer un point B sur le cercle (menu : point > Point sur objet).

Nommer les points (Label),
tracer les segments [AB] et [BC] et marquer l'angle droit (menu : Label),
gommer le cercle et le milieu de [AC] (menu : Cacher/montrer).

cabri Télécharger la figure Cabri tr_rectangle.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan tr_rect.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo tr_rectangle.glb

3. Construire un triangle isocèle à partir de la base

Triangle isocèle à partir de la basePlacer les points libres B, C et dessiner le segment [BC],
tracer la médiatrice de [AB] (menu : perpendiculaire > Médiatrice),
placer un point A sur la médiatrice (Point sur objet).

Nommer les points,
gommer la médiatrice (menu : Cacher/montrer),
tracer les segments [AB] et [AC],
marquer les égalités de segment (menu : Cacher/montrer > Aspect).

cabri Télécharger la figure Cabri tri_isocele.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan tri_iso.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo tri_isocele.glb
GéoGebra Télécharger la figure tri_iso.ggb


Triangle isocèle à partir d'un des côtés égaux4. Construire un triangle isocèle à partir d'un des côtés égaux

Placer les points libres A, B et dessiner le segment [AB], tracer le cercle de centre A passant par B,
placer un point C sur le cercle (Point sur objet).

Nommer les points,
tracer les segments [BC] et [AC],
gommer le cercle (menu : Cacher/montrer),
marquer les égalités de segment (menu : Cacher/montrer > Aspect).

cabri Télécharger la figure Cabri tri_isocele_2.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan tri_iso2.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo tri_isocele_2.glb

5. Triangle équilatéral

Voir : construction à la « règle et au compas » du triangle équilatéral

Sommaire
Faire de la géométrie dynamique

TP 2 - Droites remarquables dans le triangle

Médianes, médiatrices, hauteurs

1. Médianes

MédianesClasse de cinquième

Les médianes sont les droites joignant les sommets d'un triangle aux milieux des côtés opposés.

Tracer un triangle ABC,
placer les milieux A’ de [BC], B’ de [AC] et C’ de [AB],
tracer les segments [AA’], [BB’] et [CC’], ces droites sont appelées médianes du triangle ABC.

On remarque ces droites sont concourantes en G, point nommé centre de gravité du triangle.

cabri Télécharger la figure Cabri medianes.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan medianes.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo medianes.glb

2. Médiatrices

MédiatricesAccompagnement du programme de 5e

Dans le cas du concours des médiatrices d'un triangle, c'est la caractérisation de la médiatrice d'un segment à l'aide de l'équidistance qui intervient. Elle est mobilisée deux fois dans un sens et une fois dans l'autre sens.

Définition :
la médiatrice d'un segment [AB] est l'ensemble des points M du plan équidistants de A et B.
C'est la droite perpendiculaire à (AB) au milieu C’ de [AB].

La médiatrice est l'axe de symétrie du segment.

Les trois médiatrices d'un triangle sont concourantes au même point, centre du cercle circonscrit au triangle.

Construction

Tracer un triangle ABC,
placer les points A’, B’ et C’ milieux des côtés du triangle,
dessiner les médiatrices de [BC], [AC] et de [AB].

Démonstration

Soit O l'intersection des médiatrices de [AB] et de [BC].
Pour la médiatrice (OC’) on a OA = OB et pour (OA’) on a OB = OC.
D'où par transitivité OA = OC ; O appartient à la médiatrice de [AC].
Les trois médiatrices sont concourantes en O, centre du cercle circonscrit.

Tracer ce cercle.

cabri Télécharger la figure Cabri mediatrices.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan mediatrices.g2w
Télécharger la figure GeoGebra mediatrices.ggb
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo mediatrices.glb

GéoGebra feuille de travail dynamique avec GeoGebra

Construction de la médiatrice à la règle et au compas

  Application : retrouver le centre d'un cercle

Retrouver le centre

Étant donné un cercle comme le cercle circonscrit au triangle MNP, trouver le centre de ce cercle.

Construction

Placer trois points distincts A, B et C sur le cercle et dessiner les médiatrices de [AB] et [BC].

Le centre est le point d'intersection O de ces deux droites.

Dans le menu « Créer>point>Centres divers », GéoPlan permet de retrouver le centre d'un cercle déjà crée.

g2w Télécharger la figure GéoPlan trouver_centre.g2w

Construction à la « règle et au compas » des médiatrices, voir : retrouver le centre
Construction avec la règle à bords parallèles : le centre perdu
Problème de Napoléon

centre perdu

Dessin de Serge Cecconi

Modalités de mise en œuvre
Travail en classe, individuellement ou en groupe

Commentaires

Cet exercice peut être proposé à partir de la 5e en travail de groupes, il est propice à des échanges autour des différentes stratégies de construction qu'il est possible de mettre en œuvre.
Toute procédure est à considérer, essais et vérifications par exemple, et l'imprécision à accepter.
Au-delà des exigences du socle, il sera possible de faire expliciter puis justifier une procédure plus experte dans un travail oral puis écrit.
Cet exercice peut permettre de marquer la différence entre procédures expertes et procédures expérimentales du type « en faisant glisser la règle, j'ai pris le plus grand écart entre deux points du cercle et j'ai pris le milieu ». Cet élève ne justifie pas réellement sa construction mais a compris, en acte, que les diamètres sont les plus grandes cordes et que le centre est le milieu de ces diamètres et a donc acquis des compétences relatives à la connaissance du cercle. Pour cet élève, la confrontation à d'autres méthodes de résolution telles que le recours à la médiatrice sera provoquée.

Banque de problèmes pour le collège

 3. Hauteurs

Hauteurs Les hauteurs sont les perpendiculaires abaissées d'un sommet sur le côté opposé.

Tracer un triangle ABC,
tracer les hauteurs : les perpendiculaires à (BC) passant par A, à (AC) passant par B et à (AB) passant par C.

Placer les intersections des côtés et des hauteurs : A’ sur [BC], B’ sur [AC] et C’ sur [AB],
gommer les trois hauteurs.

Hauteurs avec un angle obtusTracer les segments [AA’], [BB’] et [CC’],
marquer les angles

Les trois hauteurs sont concourantes en H

Classe de quatrième

Le point H est l'orthocentre du triangle.

Plus difficile : remplacer certains segments par des droites pour obtenir une figure complète quand un des angles du triangle est obtus. L'orthocentre est à l'extérieur du triangle

cabri Télécharger la figure Cabri hauteurs.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan hauteurs.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo hauteurs.glb

4. Bissectrice et cercle inscrit dans le triangle

Voir : problèmes de construction au collège

Sommaire
Géométrie du triangle (droites remarquables au lycée)
Faire de la géométrie dynamique

TP 3 - PARALLÉLOGRAMMES

Construction de parallélogrammes, losanges, rectangles : voir parallélogramme au collège
Construction de carrés : voir : carré au collège

TP 4 - Utilisation de la symétrie pour la construction
de triangles
et de quadrilatères particuliers

1. Construire un triangle isocèle

Construction d'un triangle isocèle à partir de l'axe de symétrie

Construction d'un triangle isocèle à partir d'un sommet B et de son axe de symétrie (d).

Tracer une droite (d), placer un point A sur D et un point B à l'extérieur de (d),
tracer C le symétrique de B par rapport à (d).

Dessiner le triangle et montrer que ABC est isocèle, marquer les égalités de côtés, d'angles et l'angle droit de [BC] avec sa médiatrice (d).

cabri Télécharger la figure Cabri tr_isocele2.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan tr_iso2.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo tr_isocele2.glb

2. Construire un triangle équilatéral

Construction d'un triangle équilatéral à partir d'un axe de symétrieConstruction d'un triangle équilatéral à partir d'un sommet B et d'un axe de symétrie (d).

Tracer une droite (d), placer un point B à l'extérieur de (d),
tracer C le symétrique de B par rapport à (d),
tracer le cercle de centre B passant par C, ce cercle coupe (d) en A.

Dessiner le triangle et montrer que ABC est équilatéral, marquer les égalités de côtés, d'angles et l'angle droit.

cabri Télécharger la figure Cabri tr_equilateral3.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan tr_equi3.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo tr_equilateral3.glb

3. Construire un trapèze isocèle

trapèze isocèleConstruction d'un trapèze isocèle à partir d'un côté [AB] et de son axe de symétrie (d).

Définition

Un quadrilatère est un trapèze isocèle si c'est un trapèze et s'il vérifie l'une des propriétés équivalentes suivantes :

  • Les deux côtés opposés, non parallèles, sont de même longueur.
  • Deux angles adjacents à une même base sont égaux.
  • La médiatrice d'une des bases est axe de symétrie du trapèze. Elle est aussi la médiatrice de l'autre base.

Voir : quadrilatères

g2w Télécharger la figure GéoPlan trapeze_isocele.g2w

Construction

Construction d'un trapèze isocèleTracer une droite (d), placer deux points A et D à l'extérieur, d'un même côté, de (d),
tracer B le symétrique de A par rapport à (d) et C le symétrique de D.

Par construction, la droite (d) est la médiatrice de [AB] et [CD].

Tracer le quadrilatère ABCD et montrer que ABCD est un trapèze isocèle, marquer les égalités de côtés et d'angles.

Conjectures

Remarquer les droites perpendiculaires et les droites parallèles.

Prolonger les côtés non parallèles et vérifier qu'ils se coupent en I, point situé sur l'axe de symétrie (d).
De même, les diagonales sont concourantes en un point J, situé sur l'axe de symétrie.

Les points I, J et les milieux M et P des côtés parallèles sont alignés (cas particulier du théorème du trapèze complet, classe de 1S).

4. Construire un rectangle

Construction d'un rectangle à partir d'un axe de symétrie Construction d'un rectangle à partir d'un sommet A et d'un axe de symétrie (d).

Tracer une droite (d), placer un point A à l'extérieur de (d),
placer un point D sur la parallèle à (d), passant par A,
tracer B le symétrique de A par rapport à (d) et C le symétrique de D.

Tracer le quadrilatère ABCD et montrer que ABCD est un carré, marquer les égalités de côtés et d'angles.
Marquer les angles des droites perpendiculaires et remarquer les droites parallèles.

Sommaire
Faire de la géométrie dynamique

TP 5 - Pavages et réseaux

1. Voir : construire un hexagone régulier

Voir aussi : construction d'un hexagone par pliage d'un triangle équilatéral

2. Macro-construction

Pour construire un hexagone, il suffit de connaître les points O et A que le logiciel appelle objets initiaux. L'ordinateur sait ensuite tracer les six segments [AB], [BC], [CD], [DE], [EF] et [FA] qu'il nomme objets finaux.

MacroMacro hexagone Cette macro se rajoute à la fin du menu construction.

3. Pavage d'hexagones : Méthode 1, par approximation

Créer trois centres O, O’ et O” et un point A.

3 hexagones

Avec la macro hexagone construire les hexagones de centre O, O’ et O” passant par A.

Déplacer les centres O’ et O” pour faire coïncider les côtés des hexagones.

Puis construisez d'autres hexagones à partir de nouveaux centres.


Méthode 2, par symétries

On constate, dans la méthode précédente, que les centres sont symétriques par rapport aux côtés des hexagones.
On peut donc créer le centre O et un point A. Avec la macro hexagone construire l'hexagone de centre O, passant par A. Construire le symétrique O’ du point O par rapport au segment [AB].
Avec la macro hexagone construire l'hexagone de centre O’, passant par A.

Puis construire de nouveaux symétriques des centres par rapport aux côtés des hexagones et d'autres hexagones à partir de ces nouveaux centres.

4. Étoiles

Savoir aussi dessiner divers types d'étoiles et définir une macro étoile permettant de dessiner une des figures ci-dessous.

Étoile
Étoiles
Étoile inscrite dans un hexagone

 Pavage d'étoiles

  Construire le symétrique O’ du point O par rapport à la droite (AB).
  Avec la macro étoile construire une autre étoile de centre O’, passant par A.

2 étoiles 2 étoiles inscrites dans des hexagones

Pavage d'étoiles

3 pentagones 5 pentagones

5. Réseaux de triangles équilatéraux

RéseauxPlacer deux points O et A,
dessiner deux triangles équilatéraux OAB et OAF à partir de deux cercles de centres O et A et de rayon OA,
gommer les cercles.

Placer les points symétriques par rapport à O : C symétrique de F, D symétrique de A et E symétrique de B.
Tracer l'hexagone ABCDEF.

Placer les autres points symétriques : A’, A”, B’, B” etc.
Tracer l'hexagone A’A”BOFF”.

À partir du réseau de points ainsi créé, réaliser des figures comme ci-dessous :

Etoile et réseau Hexagone et réseau

Sommaire
Faire de la géométrie dynamique

T. P. 6 - Milieu et médiatrice

Le mot « médiatrice » ne date que 1925, date à laquelle il a été adopté par l'assemblée générale de l'Association des Professeurs de Mathématiques de l'Enseignement Secondaire.

1. Construire la médiatrice d'un segment [AB] avec la règle et le compas

Définition :
la médiatrice d'un segment [AB] est l'ensemble des points M du plan équidistants de A et B.
C'est la droite perpendiculaire à (AB) au milieu I de [AB].

a. Construction d'Œnopide de Chios (Vème siècle avant J.-C.)
Cercles de centre A passant par B et de centre B passant par A.

Médiatrice - Construction d'Œnopide de Chio

Dessiner deux points A, B et le segment [AB].
Tracer les cercles de centres A et B et de rayon AB.
Soit C et D les points d'intersection de ces deux cercles.
Tracer la droite (CD) passant par ces deux points d'intersection, c'est la médiatrice de [AB].

Démonstration

En effet, ACBD est un losange, car les quatre côtés sont de même longueur AB.
Les points distincts C et D sont équidistants de A et B et appartiennent à la médiatrice, qui est la droite (CD).

[CD] diagonale du losange permet de retrouver la propriété de la médiatrice :
(CD) est perpendiculaire à [AB] et coupe [AB] en son milieu.

cabri Télécharger la figure Cabri mediatrice.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan mediatrice.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo mediatrice.glb

b. Généralisation : deux cercles de même rayon

Médiatrice - Construction

Tracer deux cercles de centres A et B, de même rayon, suffisamment grand.
Soit C et D les points d'intersection de ces deux cercles.
La droite (CD) est la médiatrice de [AB].

Démonstration

Comme ci-contre ACBD est un losange, car les quatre côtés sont de même longueur r, r rayon commun des deux cercles.

La droite (CD), diagonale du losange, est la médiatrice de [AB].

g2w Télécharger la figure GéoPlan mediatrice_2.g2w

Voir : construction de la médiatrice avec une équerre

 2. Médiatrices et triangle rectangle

Médiatrices et triangle rectangle

Tracer un triangle rectangle ABC,
dessiner les médiatrices du triangle,
tracer le cercle circonscrit.

Que constate-t-on ?

cabri Télécharger la figure Cabri tr_rectangle_mediatrices.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan tr_rect4.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo tr_rectangle_mediatrices.glb

 3. Deux cercles de même rayon - Deux triangles équilatéraux

Cercles de même rayon

Reproduire cette figure avec Cabri.

Quels sont les axes de symétrie ?

Que peut-on dire des triangles ABC et ABD ?
Que peut-on dire du quadrilatère ACBD ?

Montrer que la droite (CD) est la médiatrice de [AB].

cabri Télécharger la figure Cabri triangles_equilateraux.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan tr_equi2.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo triangles_equilateraux.glb

Retrouver cette figure : triangle équilatéral,
construire un triangle équilatéral sur une ligne droite donnée et finie dans les Éléments d'Euclide

 4. Triangles symétriques

Triangles symétriques

ABC est un triangle équilatéral.
ACD et BCE sont des triangles isocèles tels que AD = BE.

Reproduire cette figure.
Que peut-on dire du triangle CDE ?
Montrer que les points D et E sont symétriques par rapport à la médiatrice de [AB],
en déduire que les droites (AB) et (DE) sont parallèles.

cabri Télécharger la figure Cabri triangles_symetriques.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan tr_sym.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo triangles_symetriques.glb

 5. Cinq triangles équilatéraux

4 triangles équilatéraux

ABC est un triangle équilatéral.

Reproduire ce dessin.

Quels sont les axes de symétrie ?

Que peut-on dire des triangles de la figure ?

cabri Télécharger la figure Cabri quatre_triangles_equilateraux.fig

Voir aussi : triangle équilatéral et cercle inscrit

 6. Monter un angle droit

Dès la classe de 6e, il est par exemple possible de rencontrer des situations qui font passer de la définition à la propriété caractéristique de la médiatrice (ou réciproquement).

deux cerclesEn 6e : les cercles de centre A et B sont sécants en M et P.

Que peut-on dire des droites (AB) et (MP) ? Justifier.

Ressources pour les classes de 6e, 5e, 4e et 3e - Géométrie au collège
Projet de document d'accompagnement mathématique - Juillet 2007

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Faire de la géométrie dynamique

T. P. 7 - CONSTRUCTIONS GÉOMÉTRIQUES

 1. Triangles isocèles

Reproduire la figure ci-dessous, sachant que :

le triangle ABC est isocèle (AB = AC),

le triangle ACD est isocèle (AC = AD).

Le triangle ABE est isocèle (EA = EB) et les longueurs CE et CD sont égales.

(D'après Décimale classe de 6e, Belin)

3 triangles isocèles

  Indication : cercles et médiatrice

3 triangles isocèles - solution

Avec Cabri-Géomètre, placer les points libres A et B.

Pour construire les deux premiers triangles isocèles, placer les points C et D sur le cercle de centre A passant par B.

Le point E est une des intersections de la médiatrice de [AB] et du cercle de centre C, passant par A.

cabri Télécharger la figure Cabri tr_isocele3.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan tr_iso3.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo tr_isocele3.glb

 2. Quadrilatère

triangle FIL et quadrilatèretriangle FIL rectangle et quadrilatèrea) Tracer un triangle FIL.

Tracer la droite, passant par L, parallèle à (FI),
tracer la droite, passant par I, parallèle à (FL),
et nommer S l'intersection de ces deux droites.

Quelle est la nature du quadrilatère FISL ?

b) Si le triangle FIL est rectangle en F, que dire de FISL ?

c) Et si le triangle FIL est isocèle FIL (FI = FL) ?

d) Même question avec un triangle FIL rectangle isocèle.

(D'après les exercices 38 et 39 page 144 in Triangle 6e, Hatier)  

Technique Cabri
Déplacer F sur le cercle de diamètre [IL] pour obtenir un triangle rectangle FIL et un rectangle FISL,
déplacer F sur la médiatrice de [IL] pour obtenir un triangle isocèle FIL et un losange FISL,
placer F à une des intersections de ce cercle et de cette médiatrice pour obtenir un triangle rectangle isocèle FIL et un carré FISL.

cabri Télécharger la figure Cabri quadrilatere_fisl.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan qua_fisl.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo quadrilatere_fisl.glb

 3. Perpendiculaires dans un rectangle

Partage en trois de [CF]

Construction de symétriques : Cabri ne permet pas de diviser un segment en trois. Pour tracer la figure du problème (ci-dessous à droite) placer deux points A et C,
sur la perpendiculaire en C à (AC) placer un point D, puis le point E symétrique de C par rapport à D et le point F symétrique de D par rapport à E.
Enfin, terminer le rectangle ACFH.

Construction de parallèles : Il est aussi possible de faire la construction de la figure de gauche qui sera justifiée par la propriété de Thalès en quatrième :
placer deux points C et F, sur la perpendiculaire en C à (CF) placer un point A, puis terminer le rectangle ACFH, en traçant les parallèles aux côtés [AC] et [CF] qui se coupent en H.
Tracer le milieu B de [AC] et le symétrique B’ de B, par rapport à A.
Les parallèles à (B’F), passant par A et B, coupent (CF) en D et E, qui sont les points cherchés.

ACFH est un rectangle, B est milieu de [AC], G celui de [FH]. D et E partagent [CF] en trois segments de même longueur.

Diviser un segment en trois

cabri Télécharger la figure Cabri cons_rect_perpendiculaires.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan cons_rect_perpendiculaires.g2w

Tracer ensuite les sécantes, marquer et mesurer des angles.Perpendiculaires dans un rectangleDéplacer les points pour trouver des paires de droites perpendiculaires ;
Que peut-on dire alors du rapport des longueurs AC et AF ?

cabri Télécharger la figure Cabri rect_perpendiculaires.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan rect_per.g2w

Le but de l'exercice est de trouver que (AD) et (CH) sont perpendiculaires, lorsque AF est le double de AC.

Si ACFH est un carré, les diagonales sont perpendiculaires.

Technique GéoPlan

En modifiant le prototype marquer un angle droit avec µ(abs(t-90)<0.1), pour une précision de 0,1°, on peut faire apparaître les angles droits en déplaçant les points avec la souris.

Commandes GéoPlan :
Touche A : (AD) perpendiculaire à (CE),
touche B : (AD) perpendiculaire à (DH),
touche C : (AE) perpendiculaire à (DH),
touche D : (AE) perpendiculaire à (CH),
touche E : diagonales d'un carré perpendiculaires.

(D'après l'exercice 65 page 130 in Triangle 6e, Hatier)  

Voir aussi le partage d'un segment en trois : constructions élémentaires, règle à bords parallèles
Pliage d'une feuille en trois parties égales : constructions par pliages

Sommaire
Faire de la géométrie dynamique

TP 8 - ARCS ET ANGLES

1. Reproduire un arc de cercle

Reproduire un arc de cercle Sur un cercle (c) de centre O placer un point A et un arc AB en montrant le point A, un point intermédiaire situé sur le cercle et le point final B.

Tracer un cercle de centre I de même rayon : placer un point I. Avec le compas, montrer les points O et A pour mesurer le rayon du cercle (c), puis montrer le point I pour tracer ce deuxième cercle.

Reporter la longueur de la corde AB : au compas montrer les points A et B pour mesurer le rayon, puis montrer le point C ; le point D est une des intersections des deux derniers cercles. Les arcs AB et CD sont égaux (on peut mesurer les longueurs de leurs cordes).

cabri Télécharger la figure Cabri copier_arc_cercle.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan copi_arc.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo copier_arc_cercle.glb

2. Reproduire un angle

Reproduire un angle

Eudème, cité par Proclus, attribuait à Œnopide de Chios (Vème siècle avant J.-C.), la découverte du problème relatif à la proposition 23 du livre I d'Euclide : « Sur une droite donnée, et en un point donné sur cette droite, construire un angle égal à un angle donné. » (Histoire des mathématiques - Colette - 1973 - page 55).

Reporter un angle d'origine O à partir d'une demi-droite d'origine I :

Soit deux points O et I, deux demi-droites ayant pour origine le point O et une demi-droite d'origine I.

Pour reporter l'angle d'origine O, placer un point A sur un des côtés de l'angle. Tracer le cercle de centre O, passant par A, qui coupe le deuxième côté en B.

Avec le compas, mesurer la longueur OA, puis tracer le cercle de centre I et de rayon OA.
Nommer C l'intersection de ce cercle avec la demi-droite.

Avec le compas, mesurer la longueur AB, puis tracer le cercle de centre C et de rayon AB. Nommer D une des intersections des deux cercles. Tracer la demi-droite [ID).

Les angles AÔB et CÎD sont égaux. On peut les marquer et les mesurer.

Macro-construction

Pour reporter un angle, il suffit de connaître les demi-droites [OA), [OB) et [IC) que le logiciel appelle objets initiaux. L'ordinateur sait ensuite tracer la demi-droite [ID) qu'il nomme objet final.
Dans le menu : macro-construction, choisir l'icône objets initiaux, montrer avec la souris les trois demi-droites qui se mettent à clignoter. Attention l'ordre des demi-droites a de l'importance.
Puis choisir l'icône des objets finaux, ici la demi-droite [ID).
Enfin, nommer la macro report d'angle, éventuellement l'enregistrer.

cabri Télécharger la figure Cabri copier_copier_angle.fig
g2w Télécharger la figure GéoPlan copi_ang.g2w
GeoLabo Télécharger la figure GeoLabo copier_angle.glb

3. Construire une bissectrice

a. Construction, au compas seul, d'un losange

Tracer une bissectriceGéoPlan permet de tracer une bissectrice à partir d'un angle défini par trois points.
Pour tracer une bissectrice « à la règle et au compas » on se place dans la situation d'un triangle isocèle OAB que l'on complète par un point I tel que le quadrilatère BOAI soit un losange
.

Soit un angle de sommet O formé par deux demi-droites (d1) et (d2) ayant ce point pour origine. Placer un point A sur un des côtés (d1) de l'angle. Tracer le cercle de centre O, passant par A, qui coupe la deuxième demi-droite (d2) en B.
Tracer les deux cercles de centre A et B passant par O. Ces deux cercles se recoupent en I.

[OI) est la bissectrice intérieure de l'angle des demi-droites (d1) et (d2) :

La diagonale (OI) du losange OABI, est la médiatrice de [AB] car les diagonales du losange se coupent en H milieu de [AB] et sont perpendiculaires.
Dans le triangle isocèle OAB, les angles AÔH et HÔB sont égaux, (OI) est donc la bissectrice, issue de O, de ce triangle.

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Paragraphe exporté dans la page : construction au compas seul

b. Construction par report de mesure

Bissectrice par report de mesureSoit un angle de sommet O formé par deux demi-droites (d1) et (d2) ayant ce point pour origine. Placer deux points A et B sur un des côtés (d1) de l'angle. Reporter les longueurs OA et OB sur la deuxième demi-droite (d2) en y plaçant les points C et D tels que OC = OA et OD = OB.
Tracer les deux segments [AD] et [BC]. Ces deux segments se recoupent en I.

[OI) est la bissectrice intérieure de l'angle des demi-droites (d1) et (d2) : les triangles isométriques OAD et OBC sont symétriques par rapport à (OI).

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c. voir aussi : construction avec une règle à bords parallèles

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Faire de la géométrie dynamique

TP 9 - Symétrie axiale

 1. Construire le symétrique d'un point

CONSTRUCTION DU SYMÉTRIQUE D'UN POINT

Placer un point M et une droite (d).

Construire le symétrique M’ du point M par rapport à (d) :

  1. en simulant la construction avec règle graduée et équerre : trouver le point H, pied de la perpendiculaire issue de M sur la droite (d) ; en déduire M’,
  2. en simulant la construction avec le compas (construction du losange) :
    Soit A un point de (d). Le cercle de centre M, passant par A, recoupe (d) en B.
    Les cercles de centres A et B passant par M se recoupent en M’, le symétrique cherché.
    (Les diagonales du losange AMBM’ sont perpendiculaires et se coupent en leur milieu H.)

2. Construire le symétrique d'une droite

SYMÉTRIQUE D'UNE DROITEPlacer deux points A et B, tracer la droite (AB) et une droite (D) {non perpendiculaire à (AB)},
construire les symétriques A’ et B’ des points A et B par rapport à (D),
tracer la droite (A’B’).

Déplacer les points A et B.

Compléter :

Si la droite (AB) coupe la droite D alors ……

Si la droite (AB) est parallèle à la droite D alors ……

Placer et déplacer un point M sur (AB), construire son symétrique M’ et le segment [MM’].

Remarque : lorsque les droites sont sécantes, la droite (A’B’), symétrique de (AB) par rapport à (D), passe par le point I, intersection de (AB) et (D). Il est souvent efficace d'utiliser ce point pour la construction.

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3. Construire le symétrique d'un cercle

CONSTRUCTION DU SYMÉTRIQUE D'UN CERCLE Placer deux points A et O et une droite D,
construire les symétriques A’ et O’ des points A et B par rapport à D,
tracer le cercle C de centre O, passant par A.

Quel est le symétrique de ce cercle par rapport à D ?

Déplacer les points A et B.

Compléter :

Si le cercle C coupe la droite D ……

Si le point O est sur la droite D alors ……

Placer et déplacer un point M sur C, construire son symétrique M’ ; le segment [MM’] et les rayons [OM] et [O’M’]. Modifier les couleurs pour rendre la figure plus parlante.

 4. Construire le symétrique d'un triangle

CONSTRUCTION DU SYMÉTRIQUE D'UN TRIANGLE

Placer trois points A, B, C et une droite D.

Construire les symétriques A’, B’ et C’ des points A, B et C par rapport à D.

Tracer le triangle ABC et son symétrique.

 

Sommaire
Faire de la géométrie dynamique

Activité B2i

Domaine B2i

Items validables

Travaux pratiques en 6ème avec Cabri

1 – S'approprier un environnement informatique de travail

2 - Adopter une attitude responsable pour les élèves venant en aide.

1.1 – Je sais m'identifier sur un réseau ou un site et mettre fin à cette identification.

1.2 – Je sais accéder aux logiciels et aux documents disponibles à partir de mon espace de travail.

2.7 – Je mets mes compétences informatiques au service d'une production collective.

Programme de géométrie plane en 6e

Bulletin Officiel du 28 août 2008

À l'école élémentaire, les élèves ont acquis une première expérience des figures et des solides les plus usuels, en passant d'une reconnaissance perceptive (reconnaissance des formes) à une connaissance plus analytique prenant appui sur quelques propriétés (alignement, perpendicularité, parallélisme, égalité de longueurs, milieu, axes de symétrie), vérifiées à l'aide d'instruments. Ils ont été entraînés au maniement de ces instruments (équerre, règle, compas, gabarit) sur des supports variés, pour construire des figures, en particulier pour le tracé de perpendiculaires et de parallèles à l'aide de la règle et de l'équerre.
Les travaux conduits en sixième prennent en compte les acquis antérieurs, évalués avec précision et obéissent à de nouveaux objectifs.
Ils doivent viser d'une part à stabiliser les connaissances des élèves et d'autre part à les structurer, et peu à peu à les hiérarchiser. L'objectif d'initier à la déduction est aussi pris en compte. À cet effet, les activités qui permettent le développement des capacités à décortiquer et à construire des figures et des solides simples, à partir de la reconnaissance des propriétés élémentaires, occupent une place centrale.
Les travaux géométriques sont conduits dans différents cadres : espace ordinaire (cour de récréation, par exemple), espace de la feuille de papier
uni ou quadrillé, écran d'ordinateur. La résolution des mêmes problèmes dans ces environnements différents, et les interactions qu'elle suscite, contribuent à une approche plus efficace des concepts mis en œuvre.
Les connaissances géométriques permettent de modéliser des situations (par exemple représenter un champ par un rectangle) et de résoudre ainsi des problèmes posés dans l'espace ordinaire. Les formes géométriques (figures planes, solides) se trouvent dans de nombreux domaines :
architecture, œuvres d'art, éléments naturels, objets d'usage courant… Ces mises en relation permettent peu à peu de dégager le caractère universel des objets géométriques par rapport à leurs diverses réalisations naturelles ou artificielles.

Objectifs

La résolution de problèmes a pour objectifs :
• de compléter la connaissance des propriétés des figures planes et des solides usuels,
• de maîtriser les techniques de construction (utilisation des instruments et logiciels adaptés, mobilisation des connaissances dans les raisonnements implicites sous-jacents),
• de reconnaître les figures planes usuelles dans une configuration complexe,
• de conduire sans formalisme des raisonnements simples utilisant les propriétés des figures usuelles ou de la symétrie axiale,
• de passer d'un objet de l'espace à ses représentations.

Connaissances

Capacités

Commentaires

3.1. Figures planes

Notions de parallèle, de perpendiculaire.

  – Tracer, par un point donné, la perpendiculaire ou la parallèle à une droite donnée.

  – Utiliser différentes méthodes pour :

Il est seulement attendu des élèves qu'ils sachent utiliser en situation ces notions, notamment pour la reconnaissance de deux droites parallèles ou pour leur tracé.

Ces capacités prennent leur sens lorsqu'elles sont mobilisées pour résoudre un problème : reproduire une figure, en compléter un agrandissement ou une réduction déjà amorcée, construire une figure d'après une de ses descriptions.
Le rapporteur est, pour les élèves de 6e, un nouvel instrument de mesure dont l'utilisation doit faire l'objet d'un apprentissage spécifique.

Cercle

  – Savoir que, pour un cercle :
  • tout point qui appartient au cercle est à une même distance du centre ;
  • tout point situé à cette distance du centre appartient au cercle.

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

On attend des élèves qu'ils sachent utiliser en situation ces propriétés.

Capacité déjà travaillée au cycle 3.

Propriétés des quadrilatères usuels

  – Connaître les propriétés relatives aux côtés, aux angles, aux diagonales pour le rectangle, le carré et le losange.

La symétrie axiale est mise en jeu pour mettre en évidence certaines propriétés.

Propriétés des triangles usuels

  – Connaître les propriétés relatives aux côtés et aux angles des triangles suivants : triangle isocèle, triangle équilatéral, triangle rectangle.
  – Utiliser ces propriétés pour reproduire ou construire des figures simples.
  – Construire une figure simple à l'aide d'un logiciel de géométrie dynamique.

On travaillera à la fois les constructions sur papier par les outils de dessin traditionnels et les constructions sur écran à l'aide d'un logiciel de géométrie.

Médiatrice d'un segment

 

Bissectrice d'un angle

  • Connaître et utiliser la définition de la médiatrice ainsi que la caractérisation de ses points par la propriété d'équidistance.
  • Connaître et utiliser la définition de la bissectrice.

Utiliser différentes méthodes pour tracer :

La bissectrice d'un angle est définie en sixième comme la demi-droite qui partage l'angle en deux angles adjacents de même mesure.

La justification de la construction de la bissectrice à la règle et au compas est reliée à la symétrie axiale.

Constructions géométriques.

Reproduction, construction de figures complexes.

Ces situations nécessitent de reconnaître des figures simples dans une figure complexe et demandent un travail d'analyse utile aux apprentissages ultérieurs.

3.3 Symétrie orthogonale par rapport à une droite (symétrie axiale)

  – Construire le symétrique d'un point, d'une droite, d'un segment, d'un cercle (que l'axe de symétrie coupe ou non la figure).

  – Construire ou compléter la figure symétrique d'une figure donnée ou de figures possédant un axe de
symétrie à l'aide de la règle (graduée ou non), de l'équerre, du compas, du rapporteur.

  – Effectuer les tracés de l'image d'une figure par symétrie axiale à l'aide des instruments usuels(règle, équerre, compas).

L'élève peut utiliser la méthode de son choix.

Dans la continuité du travail entrepris à l'école élémentaire, les activités s'appuient encore sur un travail expérimental (pliage, papier calque) permettant d'obtenir un inventaire abondant de figures simples, à partir desquelles sont dégagées les propriétés de « conservation » de la symétrie axiale (conservation des distances, de l'alignement, des angles et des aires).

Le rôle de la médiatrice comme axe de symétrie d'un segment est mis en évidence.

4.2 Angles

    – Comparer des angles sans avoir recours à leur mesure.
    – Utiliser un rapporteur pour :
    – déterminer la mesure en degré d'un angle,
    – construire un angle de mesure donnée en degré.

Le rapporteur est un nouvel instrument de mesure qu'il convient d'introduire à l'occasion de la construction et de l'étude des figures.

4.3 Aires :

mesure, comparaison et calcul d'aires

  – Comparer géométriquement des aires.
  – Déterminer l'aire d'une surface à partir d'un pavage simple.
  – Différencier périmètre et aire.
  – Calculer l'aire d'un rectangle dont les dimensions sont données.
  – Connaître et utiliser la formule donnant l'aire d'un rectangle.
  – Calculer l'aire d'un triangle rectangle, d'un triangle quelconque dont une hauteur est tracée.
  – Connaître et utiliser la formule donnant l'aire d'un disque.
  – Effectuer pour les aires des changements d'unités de mesure.

Poursuivre le travail effectué à l'école élémentaire,
en confrontant les élèves à des problèmes.

La comparaison d'aires sans avoir recours à des
formules est particulièrement importante pour
affermir le sens de cette notion.

Certaines activités proposées conduisent les élèves à comprendre notamment que périmètre et aire ne varient pas toujours dans le même sens.

Une démarche expérimentale permet de vérifier la formule de l'aire du disque.

 Programme de géométrie dans l'espace en sixième

 

Faire de la géométrie dynamique avec Cabri

    Perpendiculaires et parallèles

GéoPlan collège
Cercle

GéoSpace 6ème
Parallélépipède rectangle

Sommaire

TP 1 : Les triangles
TP 2 : Droites remarquables dans le triangle
TP 4 : Symétries pour construire triangles ou quadrilatères
TP 5 : Polygones réguliers - hexagones
TP 6 : Milieux et médiatrice

TP 7 : Constructions géométriques diverses
TP 8 : Arcs et angles
TP 9 : Symétrie axiale

Les parallélogrammes

Programme de géométrie en 6e

Faire de la géométrie dynamique

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