3ᵉ Année Collège · Chapitre 10

Triangles Semblables

Angles homologues, côtés proportionnels, lien avec le théorème de Thalès : un cours illustré, deux exemples résolus, un rappel des cas d'isométrie, puis 5 exercices corrigés.

2

propriétés fondamentales

5

exercices corrigés

100%

corrigé

01 · Définition

Angles et triangles semblables

Deux triangles peuvent avoir des tailles différentes tout en gardant exactement la même forme : c'est l'idée des triangles semblables.

Deux triangles sont semblables si les mesures de leurs angles sont deux à deux égales.

ABCXYZ

Angles homologues (même couleur = même mesure)

BAC^\widehat{BAC} et YXZ^\widehat{YXZ} sont homologues
ABC^\widehat{ABC} et XYZ^\widehat{XYZ} sont homologues
ACB^\widehat{ACB} et XZY^\widehat{XZY} sont homologues

Vocabulaire

Angles homologues

Deux angles de même mesure (ex. BAC^\widehat{BAC} et YXZ^\widehat{YXZ}).

Sommets homologues

Les sommets de deux angles homologues (ex. AA et XX).

Côtés homologues

Les côtés opposés à deux angles homologues (ex. [AB][AB] et [XY][XY]).

Propriété

Si deux triangles ont leurs angles deux à deux de même mesure, alors ils sont semblables.

Exemple résolu

1
Montrer que deux triangles sont semblables
CFA25°75°RDU75°80°
Triangle FACFAC : F^=25°\widehat F=25°, A^=75°\widehat A=75°Triangle DURDUR : D^=75°\widehat D=75°, R^=80°\widehat R=80°

Montrer que les deux triangles sont semblables.

02 · Longueurs proportionnelles

Côtés homologues et proportionnalité

Si les angles se correspondent, il en va de même pour les longueurs.

Propriété

Si deux triangles sont semblables, alors les longueurs de leurs côtés homologues sont proportionnelles deux à deux.
C'est une conséquence directe du théorème de Thalès : si deux triangles sont semblables, on peut déplacer le plus petit pour le placer « à l'intérieur » du grand et créer une configuration de Thalès.
ABCDEF

Côtés homologues (même couleur = même rapport)

[BC][BC] et [EF][EF]
[AB][AB] et [DE][DE]
[AC][AC] et [DF][DF]

ABDE=BCEF=ACDF\dfrac{AB}{DE}=\dfrac{BC}{EF}=\dfrac{AC}{DF}

Propriété réciproque

Cette propriété fonctionne aussi en sens inverse : si les longueurs des côtés de deux triangles sont deux à deux proportionnelles, alors ils sont semblables.

Exemple résolu

2
Montrer que deux triangles sont semblables (côtés)
CFA3 cm5 cm7 cmRDU1,8 cm3 cm4,2 cm
FC=3FC=3, FA=5FA=5, AC=7AC=7RD=1,8RD=1{,}8, DU=3DU=3, RU=4,2RU=4{,}2

Montrer que ces deux triangles sont semblables.

03 · Rappel

Les cas d'isométrie des triangles

Deux triangles isométriques (superposables) sont un cas particulier de triangles semblables, avec un rapport de longueurs égal à 1.
CCC

Côté-Côté-Côté

Les trois côtés de l'un sont respectivement égaux aux trois côtés de l'autre.

CAC

Côté-Angle-Côté

Deux côtés et l'angle qu'ils forment sont respectivement égaux.

ACA

Angle-Côté-Angle

Un côté et les deux angles adjacents à ce côté sont respectivement égaux.

Cas particulier · triangle rectangle

Deux triangles rectangles de même hypoténuse et ayant un côté de l'angle droit égal sont isométriques.

Entraînement

5 exercices corrigés

Cherchez chaque exercice au brouillon, puis cliquez pour vérifier votre réponse étape par étape.

0 / 5 vérifiés

1
Triangle équilatéral, isométrie

ABCABC est un triangle équilatéral. MM, NN, PP sont des points de [BC][BC], [CA][CA], [AB][AB] tels que BM=CN=APBM=CN=AP.

ABCPMN
  1. Démontrer que les triangles BMPBMP, CNMCNM et NAPNAP sont isométriques deux à deux.
  2. En déduire que MNPMNP est équilatéral.
2
Carré, isométrie

ABCDABCD est un carré de centre OO, MM un point de [AB][AB]. On mène par BB la perpendiculaire à (CM)(CM) qui coupe (AD)(AD) en PP.

DCBAOMP

Figure illustrative, non à l'échelle.

  1. Démontrer que MCB^=ABP^\widehat{MCB}=\widehat{ABP}.
  2. En déduire que MCBMCB et ABPABP sont isométriques et que MB=APMB=AP.
  3. Démontrer que OMBOMB et OPAOPA sont isométriques.
  4. En déduire que POMPOM est rectangle et isocèle.
3
Triangle isocèle, médiatrice

ABCABC est isocèle en AA. La médiatrice de [AC][AC] coupe (BC)(BC) en DD. Le point EE de (AD)(AD) est tel que AE=BDAE=BD.

DBCAE

Figure illustrative, non à l'échelle.

  1. Démontrer que ABDABD et ACEACE sont isométriques.
  2. En déduire que CDECDE est isocèle.
4
Carré et cercle, tangente

ABCDABCD est un carré. Le cercle (C)(\mathcal C) de diamètre [AB][AB] et de centre OO est tangent à [AD][AD] et [BC][BC] (en AA et BB). La tangente issue de DD touche (C)(\mathcal C) en MM et coupe (BC)(BC) en RR.

DCABOMR

Figure illustrative, non à l'échelle.

  1. Démontrer que OADOAD et OMDOMD sont isométriques.
  2. Démontrer que OMROMR et OBROBR sont isométriques. En déduire la nature de DCRDCR.
5
Configuration papillon
ABDCE28217296
  1. Quel théorème permet de montrer que DACDAC et BAEBAE sont semblables ?
  2. Quel est le rapport des aires de ces deux triangles ?
  3. Rédiger la démonstration complète montrant que DACDAC et BAEBAE sont semblables.

Triangles semblables · Mathématiques, 3ème année collège, semestre 1.