Exercices corrigés — Transformations Du Plan : Translation, Rotation, Homothétie (3e)
✏️ 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 • BrevetLa figure \(A'B'C'\) est obtenue à partir de \(ABC\) par le même déplacement de tous ses points.
Quelle transformation est représentée ?
- une translation
- une rotation
- une homothétie
- une symétrie axiale
Exercice 2 — Reconnaître une rotation de centre O
3e • BrevetAutour du point \(O\), le triangle est tourné d'un quart de tour.
Quelle transformation est représentée ?
- une rotation de centre \(O\)
- une translation
- une homothétie de rapport \(2\)
- une symétrie axiale
Exercice 3 — Reconnaître une symétrie axiale
3e • BrevetLes triangles \(ABC\) et \(A'B'C'\) sont situés de part et d'autre de la droite \(d\).
Quelle transformation envoie \(ABC\) sur \(A'B'C'\) ?
- une symétrie axiale d'axe \(d\)
- une translation
- une rotation de \(90^\circ\)
- une homothétie
Exercice 4 — Reconnaître une homothétie de rapport 2
3e • BrevetLes 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 ?
- une homothétie de centre \(O\) et de rapport \(2\)
- une translation
- une rotation
- une symétrie axiale
Exercice 5 — Frise : motif suivant
3e • BrevetCette frise répète exactement le même motif le long d'une bande.
Quelle transformation permet de passer d'un motif au motif suivant ?
- une translation
- une homothétie
- une rotation de centre variable
- une réduction
Exercice 6 — Translation dans un repère
3e • BrevetLa translation de vecteur \((5;-3)\) envoie \(A(-3;2)\) sur \(A'\).
- Déterminer l'abscisse de \(A'\).
- Déterminer l'ordonnée de \(A'\).
Exercice 7 — Symétrie par rapport à l'axe des ordonnées
3e • BrevetPar symétrie axiale par rapport à l'axe des ordonnées, le point \(A(5;2)\) devient \(A'\).
- Déterminer l'abscisse de \(A'\).
- Déterminer son ordonnée.
Exercice 8 — Symétrie centrale de centre C
3e • BrevetLa symétrie centrale de centre \(C(-1;1)\) envoie \(A(4;3)\) sur \(A'\).
- Déterminer l'abscisse de \(A'\).
- Déterminer son ordonnée.
Exercice 9 — Homothétie de rapport négatif dans un repère
3e • BrevetL'homothétie de centre \(O(0;0)\) et de rapport \(-\dfrac{3}{2}\) envoie \(A(4;-2)\) sur \(A'\).
- Déterminer l'abscisse de \(A'\).
- Déterminer son ordonnée.
Exercice 10 — Rosace à huit motifs
3e • BrevetUne 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 ?
Exercice 11 — Retrouver le vecteur d’une translation
3e • BrevetLa translation qui envoie \(A(-4;-1)\) sur \(A'(3;3)\) a pour vecteur \((a;b)\).
- Calculer \(a\).
- Calculer \(b\).
Exercice 12 — Rotation de 90° dans un repère
3e • BrevetDans un repère orthonormé, une rotation de centre \(O(0;0)\) et d'angle \(90^\circ\) dans le sens direct envoie \(A(2;-3)\) sur \(A'\).
- Déterminer l'abscisse de \(A'\).
- Déterminer son ordonnée.
Exercice 13 — Symétrie par rapport à l'axe des abscisses
3e • BrevetLe symétrique de \(A(4;3)\) par rapport à l'axe des abscisses est \(A'\).
- Déterminer l'abscisse de \(A'\).
- Déterminer son ordonnée.
Exercice 14 — Symétrie centrale dans un repère
3e • BrevetLa symétrie centrale de centre \(C(1;-1)\) envoie \(A(4;2)\) sur \(A'\).
- Déterminer l'abscisse de \(A'\).
- Déterminer son ordonnée.
Exercice 15 — Homothétie de centre non nul
3e • BrevetL'homothétie de centre \(C(1;-2)\) et de rapport \(-\dfrac12\) envoie \(A(5;2)\) sur \(A'\).
- Déterminer l'abscisse de \(A'\).
- Déterminer son ordonnée.
Exercice 16 — Retrouver le rapport d’une homothétie
3e • BrevetDans 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 \(k\) ?
Exercice 17 — Période fondamentale d’une frise
3e • BrevetDans une frise, le même motif réapparaît exactement tous les \(8\) cm.
- Donner la période fondamentale.
- Calculer le déplacement correspondant à \(5\) périodes.
Exercice 18 — Rotation dans un pavage triangulaire
3e • BrevetDans un pavage de triangles équilatéraux, six secteurs identiques entourent un sommet.
Quel angle de rotation permet de passer d'un secteur au secteur voisin ?
Exercice 19 — Composition de deux translations
3e • BrevetOn effectue successivement une translation de vecteur \((-4;3)\), puis une translation de vecteur \((6;-1)\).
- Déterminer la composante horizontale du vecteur global.
- Déterminer sa composante verticale.
Exercice 20 — Rosace : angle et nombre de positions
3e • BrevetUne rosace possède \(6\) motifs identiques régulièrement répartis.
- Calculer l'angle d'un pas élémentaire.
- Une rotation de \(120^\circ\) fait avancer un motif de combien de positions ?
Exercice 21 — Composition : rotation puis homothétie
3e • BrevetDans 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 \(C\).
- Déterminer les coordonnées de \(B\).
- Déterminer les coordonnées de \(C\).
Exercice 22 — Composition : homothétie puis translation
3e • BrevetLe 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 \(D\).
- Déterminer \(B\).
- Déterminer \(D\).
Exercice 23 — Retrouver un centre puis une image
3e • BrevetUne symétrie centrale envoie \(A(-2;4)\) sur \(A'(6;0)\).
- Déterminer le centre \(O\) de la symétrie.
- Avec le même centre, déterminer l'image \(B'\) de \(B(3;-1)\).
Exercice 24 — Rapport négatif puis image d’un second point
3e • BrevetL'homothétie de centre \(O(0;0)\) envoie \(A(6;-4)\) sur \(A'(-3;2)\).
- Déterminer le rapport \(k\).
- Avec le même rapport, déterminer l'image \(B'\) de \(B(-8;6)\).
Exercice 25 — Construction d’une rotation : ordre et contrôle
3e • BrevetOn veut construire l'image \(A'\) de \(A\) par une rotation de centre \(O\) et d'angle \(120^\circ\).
- 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.
- Donner \(OA'\) si \(OA=6{,}4\) cm.
- Rappeler la mesure de l'angle \(AOA'\).
Exercice 26 — Construction d’une homothétie négative
3e • BrevetOn veut construire \(A'\), image de \(A\) par l'homothétie de centre \(O\) et de rapport \(-2\).
- Ranger dans l'ordre : tracer la droite \((OA)\) ; choisir la demi-droite opposée à \(A\) ; reporter une distance double.
- Si \(OA=4{,}25\) cm, calculer \(OA'\).
Exercice 27 — Frise : période et déplacements multiples
3e • BrevetUne frise a pour période fondamentale \(7\) cm.
- Donner cette période.
- Calculer le déplacement après \(9\) périodes.
- Combien de périodes complètes contient un déplacement de \(91\) cm ?
Exercice 28 — Pavage : compositions de rotations
3e • BrevetDans un pavage, trois motifs congruents entourent un point \(O\) et se correspondent par rotations régulières.
- Donner l'angle élémentaire.
- Donner l'angle total après quatre pas.
- Donner l'angle positif équivalent après huit pas, réduit modulo \(360^\circ\).
Exercice 29 — Homothétie négative : trois facteurs
3e • BrevetDans une homothétie de centre \(O\), les points \(A\) et \(A'\) sont de part et d'autre de \(O\) et \(OA'=4\,OA\).
- Déterminer le rapport \(k\).
- Donner le facteur appliqué aux longueurs.
- Donner le facteur appliqué aux aires.
Exercice 30 — Rapport négatif et facteur d’aire
3e • BrevetDans une homothétie de centre \(O\), \(OA=6\) cm et \(OA'=9\) cm. Les points \(A\) et \(A'\) sont de part et d'autre de \(O\).
- Déterminer \(|k|\).
- Déterminer \(k\).
- Donner le facteur appliqué aux aires.