Pythagore et réciproque

Calculs de longueurs • théorème de Pythagore • réciproque (démontrer qu’un triangle est rectangle) • problèmes concrets (programme de 4e).

Exercices — Pythagore et réciproque
Hypoténuse • calculs de longueurs • démontrer rectangle • problèmes concrets — progressif + corrigés.
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Exercice 1 — Hypoténuse & écriture de la formule

On considère un triangle \(ABC\) rectangle en \(A\).

  1. Quel est le nom de l’hypoténuse ?
  2. Écrire l’égalité de Pythagore correspondante.
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  1. L’hypoténuse est le côté opposé à l’angle droit en \(A\) : c’est \(BC\).
  2. D’après Pythagore : \[ BC^2 = AB^2 + AC^2 \]
Exercice 2 — Calculer l’hypoténuse

Dans le triangle \(DEF\) rectangle en \(D\), on a : \[ DE = 9\text{ cm},\quad DF = 12\text{ cm} \] Calculer \(EF\).

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Le triangle est rectangle en \(D\), donc \(EF\) est l’hypoténuse. D’après Pythagore : \[ EF^2 = DE^2 + DF^2 = 9^2 + 12^2 = 81 + 144 = 225 \] \[ EF = \sqrt{225}=15 \] Conclusion : \(EF=15\) cm.

Exercice 3 — Calculer un côté de l’angle droit

Dans un triangle \(ABC\) rectangle en \(A\), on sait que : \[ BC = 13\text{ cm},\quad AB = 5\text{ cm} \] Calculer \(AC\).

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Dans \(ABC\) rectangle en \(A\), \(BC\) est l’hypoténuse. \[ BC^2 = AB^2 + AC^2 \Rightarrow AC^2 = BC^2 - AB^2 \] \[ AC^2 = 13^2 - 5^2 = 169 - 25 = 144 \] \[ AC = \sqrt{144}=12 \] Conclusion : \(AC=12\) cm.

Exercice 4 — Racine non “parfaite”

Dans un triangle \(MNP\) rectangle en \(M\) : \[ MN = 7\text{ cm},\quad MP = 9\text{ cm} \] Calculer \(NP\) (laisser sous forme de racine si nécessaire).

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\(NP\) est l’hypoténuse. \[ NP^2 = MN^2 + MP^2 = 7^2 + 9^2 = 49 + 81 = 130 \] \[ NP = \sqrt{130} \] Conclusion : \(NP=\sqrt{130}\) cm (≈ \(11{,}4\) cm).

Exercice 5 — Unités : conversion avant Pythagore

Un triangle \(RST\) est rectangle en \(R\). On a : \[ RS = 3\text{ m},\quad RT = 40\text{ cm} \] Calculer \(ST\) en mètres.

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On met tout en mètres : \(40\text{ cm} = 0{,}40\text{ m}\).
\(ST\) est l’hypoténuse, donc : \[ ST^2 = RS^2 + RT^2 = 3^2 + 0{,}40^2 = 9 + 0{,}16 = 9{,}16 \] \[ ST=\sqrt{9{,}16} \] Or \(\;9{,}16 = 2{,}? \) (pas un carré parfait), donc \[ ST \approx 3{,}03 \] Conclusion : \(ST \approx 3{,}03\) m.

Exercice 6 — Réciproque : démontrer rectangle

Un triangle \(ABC\) a pour côtés : \[ AB=6\text{ cm},\quad AC=8\text{ cm},\quad BC=10\text{ cm} \] Démontrer que le triangle \(ABC\) est rectangle.

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Le plus grand côté est \(BC=10\). Calculons : \[ BC^2 = 10^2 = 100 \] \[ AB^2 + AC^2 = 6^2 + 8^2 = 36 + 64 = 100 \] On a \(BC^2 = AB^2 + AC^2\).
Conclusion : d’après la réciproque de Pythagore, le triangle \(ABC\) est rectangle en \(A\) (l’angle droit est opposé à \(BC\)).

Exercice 7 — Réciproque : triangle non rectangle

Un triangle \(DEF\) a pour côtés : \[ DE=7\text{ cm},\quad DF=9\text{ cm},\quad EF=12\text{ cm} \] Ce triangle est-il rectangle ? Justifier.

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Le plus grand côté est \(EF=12\). Calculons : \[ EF^2 = 12^2 = 144 \] \[ DE^2 + DF^2 = 7^2 + 9^2 = 49 + 81 = 130 \] Or \(144 \neq 130\).
Conclusion : le triangle \(DEF\) n’est pas rectangle.

Exercice 8 — Problème concret : diagonale d’un rectangle

Un écran rectangulaire mesure 48 cm de largeur et 36 cm de hauteur. Quelle est la longueur de sa diagonale ? (arrondir au mm).

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La diagonale est l’hypoténuse d’un triangle rectangle dont les côtés de l’angle droit mesurent 48 cm et 36 cm : \[ d^2 = 48^2 + 36^2 = 2304 + 1296 = 3600 \] \[ d = \sqrt{3600} = 60 \] Conclusion : la diagonale mesure \(60\) cm, soit \(600\) mm (au mm près : 600 mm).

Exercice 9 — Problème concret : chemin le plus court

Dans un parc, deux allées se coupent à angle droit. On part du point \(A\), on marche 120 m vers l’est, puis 50 m vers le nord pour arriver en \(B\).
Quelle est la distance “à vol d’oiseau” \(AB\) ?

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Les déplacements sont perpendiculaires, donc triangle rectangle. \[ AB^2 = 120^2 + 50^2 = 14400 + 2500 = 16900 \] \[ AB = \sqrt{16900} = \sqrt{169\times100} = 13\times10 = 130 \] Conclusion : \(AB = 130\) m.

Exercice 10 — Bonus : prouver un angle droit dans une figure

On a un triangle \(ABC\) avec : \[ AB=10\text{ cm},\quad AC=24\text{ cm},\quad BC=26\text{ cm} \] 1) Démontrer que \(ABC\) est rectangle.
2) Préciser en quel point est l’angle droit.

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Le plus grand côté est \(BC=26\).
\[ BC^2 = 26^2 = 676 \] \[ AB^2 + AC^2 = 10^2 + 24^2 = 100 + 576 = 676 \] Donc \(BC^2 = AB^2 + AC^2\).
Conclusion : d’après la réciproque de Pythagore, le triangle \(ABC\) est rectangle en \(A\).