Exercices corrigés — Transformations Du Plan : Translation, Rotation, Homothétie (3e)

Cette page propose des exercices corrigés de mathématiques en 3ème sur Transformations Du Plan : Translation, Rotation, Homothétie. Tu vas t’entraîner sur notions essentielles du chapitre, méthodes attendues en 3ème, exemples guidés, exercices d’application avec des questions progressives et des corrections pour vérifier chaque étape.

✏️ Exercices — Transformations du plan

Thèmes : translation • rotation • symétries • homothétie • repérage • frises • pavages • rosaces • compositions.
Objectif : niveau 3e / Brevet avancé, avec figures exactes, calculs contrôlés et rédaction complète.

Exercice 1 — Reconnaître une translation
3e • Brevet

La figure \(A'B'C'\) est obtenue à partir de \(ABC\) par le même déplacement de tous ses points.

Quelle transformation est représentée ?

  1. une translation
  2. une rotation
  3. une homothétie
  4. une symétrie axiale
Deux triangles reliés par une translation exacteABCA′B′C′même déplacement
Les trois sommets subissent le même vecteur de déplacement.
Exercice 2 — Reconnaître une rotation de centre O
3e • Brevet

Autour du point \(O\), le triangle est tourné d'un quart de tour.

Quelle transformation est représentée ?

  1. une rotation de centre \(O\)
  2. une translation
  3. une homothétie de rapport \(2\)
  4. une symétrie axiale
Rotation de 90 degrés autour du point OOABCA′B′C′90°
Le centre O reste fixe et les distances à O sont conservées.
Exercice 3 — Reconnaître une symétrie axiale
3e • Brevet

Les triangles \(ABC\) et \(A'B'C'\) sont situés de part et d'autre de la droite \(d\).

Quelle transformation envoie \(ABC\) sur \(A'B'C'\) ?

  1. une symétrie axiale d'axe \(d\)
  2. une translation
  3. une rotation de \(90^\circ\)
  4. une homothétie
Symétrie axiale exacte par rapport à la droite ddABCA′B′C′
La droite d est la médiatrice de chaque segment joignant un point à son image.
Exercice 4 — Reconnaître une homothétie de rapport 2
3e • Brevet

Les points \(O,A,A'\), \(O,B,B'\) et \(O,C,C'\) sont alignés. Les points images sont deux fois plus loin de \(O\) que les points initiaux.

Quelle transformation est représentée ?

  1. une homothétie de centre \(O\) et de rapport \(2\)
  2. une translation
  3. une rotation
  4. une symétrie axiale
Homothétie de centre O et de rapport 2OABCA′B′C′
Chaque image est sur la même demi-droite issue de O, à une distance doublée.
Exercice 5 — Frise : motif suivant
3e • Brevet

Cette frise répète exactement le même motif le long d'une bande.

Quelle transformation permet de passer d'un motif au motif suivant ?

  1. une translation
  2. une homothétie
  3. une rotation de centre variable
  4. une réduction
Frise obtenue par translations successivesmême vecteur
Deux motifs consécutifs ont même forme, même taille et même orientation.
Exercice 6 — Translation dans un repère
3e • Brevet

La translation de vecteur \((5;-3)\) envoie \(A(-3;2)\) sur \(A'\).

  1. Déterminer l'abscisse de \(A'\).
  2. Déterminer l'ordonnée de \(A'\).
Point A et vecteur de translation (5;-3)xyO(5;-3)A
Le point image n'est pas tracé afin de ne pas révéler la réponse.
Exercice 7 — Symétrie par rapport à l'axe des ordonnées
3e • Brevet

Par symétrie axiale par rapport à l'axe des ordonnées, le point \(A(5;2)\) devient \(A'\).

  1. Déterminer l'abscisse de \(A'\).
  2. Déterminer son ordonnée.
Symétrie axiale par rapport à l’axe des ordonnéesxyOA
L'axe de symétrie est l'axe vertical ; l'image est à construire.
Exercice 8 — Symétrie centrale de centre C
3e • Brevet

La symétrie centrale de centre \(C(-1;1)\) envoie \(A(4;3)\) sur \(A'\).

  1. Déterminer l'abscisse de \(A'\).
  2. Déterminer son ordonnée.
Symétrie centrale de centre CxyOAC
Le centre C et le point A sont donnés ; l'image A' n'est pas tracée.
Exercice 9 — Homothétie de rapport négatif dans un repère
3e • Brevet

L'homothétie de centre \(O(0;0)\) et de rapport \(-\dfrac{3}{2}\) envoie \(A(4;-2)\) sur \(A'\).

  1. Déterminer l'abscisse de \(A'\).
  2. Déterminer son ordonnée.
Homothétie de centre O et de rapport -3/2xyOA
Le point image est volontairement absent ; le rapport et le centre suffisent pour le construire.
Exercice 10 — Rosace à huit motifs
3e • Brevet

Une rosace possède \(8\) motifs identiques régulièrement répartis autour du centre \(O\).

Quel est le plus petit angle positif de rotation qui laisse la rosace inchangée ?

Rosace régulière à huit motifsO
8 motifs congruents sont régulièrement répartis autour du centre O.
Exercice 11 — Retrouver le vecteur d’une translation
3e • Brevet

La translation qui envoie \(A(-4;-1)\) sur \(A'(3;3)\) a pour vecteur \((a;b)\).

  1. Calculer \(a\).
  2. Calculer \(b\).
Deux points déterminant le vecteur d’une translationxyOAA′
Exercice 12 — Rotation de 90° dans un repère
3e • Brevet

Dans un repère orthonormé, une rotation de centre \(O(0;0)\) et d'angle \(90^\circ\) dans le sens direct envoie \(A(2;-3)\) sur \(A'\).

  1. Déterminer l'abscisse de \(A'\).
  2. Déterminer son ordonnée.
Rotation de 90 degrés autour de l’originexyOA
L'image n'est pas tracée ; seul le rayon initial est donné.
Exercice 13 — Symétrie par rapport à l'axe des abscisses
3e • Brevet

Le symétrique de \(A(4;3)\) par rapport à l'axe des abscisses est \(A'\).

  1. Déterminer l'abscisse de \(A'\).
  2. Déterminer son ordonnée.
Symétrie par rapport à l’axe des abscissesxyOA
Le point A est donné ; son image est à construire sous l'axe horizontal.
Exercice 14 — Symétrie centrale dans un repère
3e • Brevet

La symétrie centrale de centre \(C(1;-1)\) envoie \(A(4;2)\) sur \(A'\).

  1. Déterminer l'abscisse de \(A'\).
  2. Déterminer son ordonnée.
Symétrie centrale de centre CxyOAC
Le centre est exactement au milieu du segment qui reliera A à son image.
Exercice 15 — Homothétie de centre non nul
3e • Brevet

L'homothétie de centre \(C(1;-2)\) et de rapport \(-\dfrac12\) envoie \(A(5;2)\) sur \(A'\).

  1. Déterminer l'abscisse de \(A'\).
  2. Déterminer son ordonnée.
Homothétie de centre C et de rapport -1/2xyOAC
Le point image doit se placer sur la droite (CA), de l'autre côté de C.
Exercice 16 — Retrouver le rapport d’une homothétie
3e • Brevet

Dans une homothétie de centre \(O\), on a \(OA=8\) cm et \(OA'=12\) cm. Les points \(A\) et \(A'\) sont sur la même demi-droite issue de \(O\).

Quel est le rapport \(k\) ?

Points alignés avec le centre OOAA′OA=8OA′=12
Les positions et distances au centre sont dessinées proportionnellement aux données.
Exercice 17 — Période fondamentale d’une frise
3e • Brevet

Dans une frise, le même motif réapparaît exactement tous les \(8\) cm.

  1. Donner la période fondamentale.
  2. Calculer le déplacement correspondant à \(5\) périodes.
Frise obtenue par translations successives8 cm
Deux motifs consécutifs ont même forme, même taille et même orientation.
Exercice 18 — Rotation dans un pavage triangulaire
3e • Brevet

Dans un pavage de triangles équilatéraux, six secteurs identiques entourent un sommet.

Quel angle de rotation permet de passer d'un secteur au secteur voisin ?

Six secteurs d’un pavage triangulaireO
6 motifs congruents sont régulièrement répartis autour du centre O.
Exercice 19 — Composition de deux translations
3e • Brevet

On effectue successivement une translation de vecteur \((-4;3)\), puis une translation de vecteur \((6;-1)\).

  1. Déterminer la composante horizontale du vecteur global.
  2. Déterminer sa composante verticale.
Composition de deux translations par addition de vecteursu=(-4;3)v=(6;-1)SME
Le segment pointillé relie le point de départ au point d’arrivée sans donner ses composantes.
Exercice 20 — Rosace : angle et nombre de positions
3e • Brevet

Une rosace possède \(6\) motifs identiques régulièrement répartis.

  1. Calculer l'angle d'un pas élémentaire.
  2. Une rotation de \(120^\circ\) fait avancer un motif de combien de positions ?
Rosace régulière à six motifsO
6 motifs congruents sont régulièrement répartis autour du centre O.
Exercice 21 — Composition : rotation puis homothétie
3e • Brevet

Dans un repère orthonormé, \(A(2;1)\) subit une rotation de centre \(O(0;0)\) et d'angle \(90^\circ\) dans le sens direct, donnant \(B\). Puis une homothétie de centre \(O\) et de rapport \(-3\) donne \(C\).

  1. Déterminer les coordonnées de \(B\).
  2. Déterminer les coordonnées de \(C\).
Composition de transformations dans un ordre imposéA(2;1)départBrotation +90°Chomothétie k=-3
L’ordre des transformations doit être respecté ; les coordonnées intermédiaires sont à calculer.
Exercice 22 — Composition : homothétie puis translation
3e • Brevet

Le point \(A(6;3)\) subit l'homothétie de centre \(C(2;-1)\) et de rapport \(-\dfrac12\), donnant \(B\). Puis on applique la translation de vecteur \((5;2)\) pour obtenir \(D\).

  1. Déterminer \(B\).
  2. Déterminer \(D\).
Composition de transformations dans un ordre imposéA(6;3)départBhomothétie k=-1/2Dtranslation (5;2)
L’ordre des transformations doit être respecté ; les coordonnées intermédiaires sont à calculer.
Exercice 23 — Retrouver un centre puis une image
3e • Brevet

Une symétrie centrale envoie \(A(-2;4)\) sur \(A'(6;0)\).

  1. Déterminer le centre \(O\) de la symétrie.
  2. Avec le même centre, déterminer l'image \(B'\) de \(B(3;-1)\).
Données pour retrouver le centre d’une symétrie centralexyAA′B
Le centre O et le point B' ne sont pas tracés : ils constituent les réponses.
Exercice 24 — Rapport négatif puis image d’un second point
3e • Brevet

L'homothétie de centre \(O(0;0)\) envoie \(A(6;-4)\) sur \(A'(-3;2)\).

  1. Déterminer le rapport \(k\).
  2. Avec le même rapport, déterminer l'image \(B'\) de \(B(-8;6)\).
Homothétie de centre O définie par A et A′xyOAA′B
Le rapport se lit par comparaison des coordonnées de A et A'.
Exercice 25 — Construction d’une rotation : ordre et contrôle
3e • Brevet

On veut construire l'image \(A'\) de \(A\) par une rotation de centre \(O\) et d'angle \(120^\circ\).

  1. Ranger dans l'ordre : tracer le cercle de centre \(O\) passant par \(A\) ; tracer la demi-droite obtenue après rotation de \(120^\circ\) ; placer \(A'\) à l'intersection.
  2. Donner \(OA'\) si \(OA=6{,}4\) cm.
  3. Rappeler la mesure de l'angle \(AOA'\).
Construction d’une rotation de centre O et angle 120 degrésOA120°
Le cercle fixe la distance OA ; la demi-droite pointillée fixe l’angle donné.
Exercice 26 — Construction d’une homothétie négative
3e • Brevet

On veut construire \(A'\), image de \(A\) par l'homothétie de centre \(O\) et de rapport \(-2\).

  1. Ranger dans l'ordre : tracer la droite \((OA)\) ; choisir la demi-droite opposée à \(A\) ; reporter une distance double.
  2. Si \(OA=4{,}25\) cm, calculer \(OA'\).
Construction d’une homothétie négative de centre OOAcôté opposéOA=4,25 cm
Le signe négatif impose la demi-droite opposée ; la distance finale reste à construire.
Exercice 27 — Frise : période et déplacements multiples
3e • Brevet

Une frise a pour période fondamentale \(7\) cm.

  1. Donner cette période.
  2. Calculer le déplacement après \(9\) périodes.
  3. Combien de périodes complètes contient un déplacement de \(91\) cm ?
Frise obtenue par translations successives7 cm
Deux motifs consécutifs ont même forme, même taille et même orientation.
Exercice 28 — Pavage : compositions de rotations
3e • Brevet

Dans un pavage, trois motifs congruents entourent un point \(O\) et se correspondent par rotations régulières.

  1. Donner l'angle élémentaire.
  2. Donner l'angle total après quatre pas.
  3. Donner l'angle positif équivalent après huit pas, réduit modulo \(360^\circ\).
Trois motifs congruents autour du point OO
Les motifs se correspondent par rotations régulières autour de O.
Exercice 29 — Homothétie négative : trois facteurs
3e • Brevet

Dans une homothétie de centre \(O\), les points \(A\) et \(A'\) sont de part et d'autre de \(O\) et \(OA'=4\,OA\).

  1. Déterminer le rapport \(k\).
  2. Donner le facteur appliqué aux longueurs.
  3. Donner le facteur appliqué aux aires.
Points alignés avec le centre OOAA′OA=3OA′=12
Les positions et distances au centre sont dessinées proportionnellement aux données.
Exercice 30 — Rapport négatif et facteur d’aire
3e • Brevet

Dans une homothétie de centre \(O\), \(OA=6\) cm et \(OA'=9\) cm. Les points \(A\) et \(A'\) sont de part et d'autre de \(O\).

  1. Déterminer \(|k|\).
  2. Déterminer \(k\).
  3. Donner le facteur appliqué aux aires.
Points alignés avec le centre OOAA′OA=6OA′=9
Les positions et distances au centre sont dessinées proportionnellement aux données.
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