THÉORÈME DE THALÈS EXERCICES
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THÉORÈME DE THALÈS EXERCICES
THÉORÈME DE THALÈS EXERCICES Exercice 1. Soient ABC un triangle, D un point de [AC] et E un point de [BC]. On donne AB = 12 cm, BE = 4 cm, EC = 5 cm, BAC = 65° et EDC = 65°. Calculer DE. Solution. Montrons tout d'abord que les droites (AB) et (DE) sont parallèles. Les droites (AB) et (DE) coupées par la sécante (AC) déterminent des angles correspondants BAC et EDC ; ces angles sont de plus égaux, donc les droites (AB) et (DE) sont parallèles. Dans le triangle ABC : ● D appartient à [AC] ; ● E appartient à [BC] ; ● (AB) est parallèle à (DE). Donc, d'après le théorème de Thalès, on a : CE CD DE = = ; CB CA AB 5 CD DE d'où = = ; 9 CA 12 5×12 20 ainsi DE = = cm. 9 3 Exercice 2. Soient ABC un triangle avec AB = 7 cm, AC = 6 cm, BC = 4 cm, et D un point du segment [AB] situé à 5 cm du point A. La droite parallèle à (BC), passant par D, coupe [AC] en E. Calculer le périmètre du triangle ADE. Solution. Dans le triangle ABC : ● D appartient à [AB] ; ● E appartient à [AC] ; ● (BC) est parallèle à (DE). Donc, d'après le théorème de Thalès, on a : AD AE DE = = ; AB AC BC 5 AE DE d'où = = . 7 6 4 5×4 20 D'une part on a DE = = cm. 7 7 5×6 30 Et d'autre part AE = = cm. 7 7 Finalement le périmètre du triangle ADE est : 20 30 35 20 30 85 AD + DE + AE = 5 + + = + + = cm. 7 7 7 7 7 7 Exercice 3. On souhaite mesurer la profondeur d'un puits vide, de 2 m de diamètre et dont les parois sont verticales. Pour ce faire, on plante verticalement un bâton de façon que : le sommet A, situé 1,5 m du sol, le point B au bord et le point C au fond du puits soient alignés (voir figure ci-contre). De plus, la distance entre le pied du bâton D et le bord du puits B est égale à 0,5 m. Calculer la profondeur de ce puits. Solution. Dans le triangle ACE : ● B appartient à [AC] ; ● D appartient à [AE] ; ● (BD) est parallèle à (CE), car par hypothèse ces deux droites sont perpendiculaires à la même droite "verticale" (AE). Donc, d'après le théorème de Thalès, on a : AD AB BD = = ; AE AC CE 1,5 AB 0,5 d'où = = . AE AC 20,5 1,5×2,5 Ainsi AE = = 7,5 m. 0,5 Finalement la profondeur du puits est DE = AE − AD = 7,5 − 1,5 = 6 m. Exercice 4. Dans le triangle ABC isocèle de sommet principal A, l'angle au sommet est égal à 80°. Les points D et E sont situés respectivement sur les segments [AB] et [AC] et à égale distance de A. Démontrer que si AD = AB alors DE = BC. Solution. Démontrons que les droites (DE) et (BC) sont parallèles. Dans le triangle ADE isocèle en A, les angles à la base ADE et AED sont égaux ; de plus les angles du triangle sont supplémentaires, donc : ADE = (180° − 80°) ÷ 2 = 50°. On montre de même dans le triangle isocèle ABC que ABC =50°. Les droites (DE) et (BC), coupées par la sécante (AB), déterminent des angles correspondants et égaux, donc (DE) est parallèle à (BC). Dans le triangle ABC : ● D appartient à [AB] ; ● E appartient à [AC] ; ● (DE) est parallèle à (BC). Donc, d'après le théorème de Thalès, on a : AD AE DE = = . AB AC BC AD 1 AD DE Sachant que AD = AB, on en déduit que = . D'autre part on a = et donc AB 3 AB BC DE 1 = d'où l'égalité à prouver DE = BC. BC 3 Exercice 5. Nicolas Chuquet, mathématicien français du XVe siècle, propose la méthode suivante pour calculer une hauteur : « Ayes ung baston de telle longueur que vouldras et le plante droit en terre assez prés de la chose a mesurer, et soit le lieu ou il sera planté .b. ; puis esloigne toy assez d'icellui baston, et mets ton oeil au plus prés de terre, et en cloyant l'aultre esloigne toy ou aproche du baston en telle maniere que le ray visual en passant par la syme du baston qui est .c. voyse a la summité de lachose a mesurer qui est .d. ; et le pyé d'icelle soit .e. Puis advise combien il y a de .a. jusques a .b. , et de .b. jusques a .c. , […] l'on pourroit multiplier .a.e. par .b.c. , et puis partir † par .a.b. et l'on trouveroit .e.d. » Faire une figure et prouver la formule de Chuquet : .e.d.= (.a.e. × .b.c.) ÷ .a.b. Solution. Dans le triangle .a.d.e. : ● .b. appartient à [.a.e.] ; ● .c. appartient à [.a.d.] ; ● (.b.c.) est parallèle à (.e.d.), en effet ces deux droites sont perpendiculaires au sol (.a.e.). Donc, d'après le théorème de Thalès, on a : . a.b. . a.c. . b.c. = = . . a.e. . a.d. . e.d. Donc .a.b. × .e.d. = .a.e. × .b.c. Et ainsi .e.d.= (.a.e. × .b.c.) ÷ .a.b. Exercice 6. Dans le triangle ABC, on sait que BAC = 30°, AED = 95°, EDC = 125°, E appartient à [AB] et (DE) est parallèle à (BC). Peut-on dans ces conditions appliquer le théorème de Thalès ? Justifier. Solution. Pour appliquer le théorème de Thalès dans le triangle ABC, il faut trois conditions : ● E appartient à [AB] ; ● D appartient à [AC] ; ● (DE) est parallèle à (BC). La première condition et la troisième sont vraies par hypothèse. Reste à vérifier la seconde condition. Dans le triangle AED, les angles sont supplémentaires, donc : ADE = 180° − 95° − 30° = 55°. Ainsi on a ADC = ADE + EDC = 55° + 125° = 180°. Autrement dit le point D appartient à [AC]. Nous pouvons donc appliquer le théorème de Thalès dans la configuration formée par ces cinq points. † Partir est un terme d'ancien français qui signifie diviser. Exercice 7. Dans le triangle ABC, on sait que ADE = 28°, BAC = 85°, DEC = 116°, D appartient à [AB] et (DE) est parallèle à (BC). Peut-on dans ces conditions appliquer le théorème de Thalès ? Justifier. Solution. Pour appliquer le théorème de Thalès dans le triangle ABC, il faut trois conditions : ● E appartient à [AC] ; ● D appartient à [AB] ; ● (DE) est parallèle à (BC). La seconde condition et la troisième sont vraies par hypothèse. Reste à vérifier la première condition. Dans le triangle AED, les angles sont supplémentaires, donc : AED = 180° − 85° − 28° = 67°. Ainsi on a AEC = AED + DEC = 67° + 116° = 183°. Autrement dit le point E n'appartient pas à [AC]. Nous ne pouvons donc pas appliquer le théorème de Thalès dans la configuration formée par ces cinq points. •