La duplication du carré

Je propose une activité pour le collège (classe de troisième) sur la duplication du carré. Avec en partie 2 la construction d'un carré d'aire triple de celle d'un carré donné, exercice adapté d'un brevet 2017 (voir les liens dans le fichier). De cet exercice de brevet j'ai modifié :
- la question 2 : pourquoi calculer la valeur exacte de AC, puisqu'on a seulement besoin de son carré ?
- la question 3, car il serait dommage de ne pas démontrer ce résultat général.
Une bonne journée

Réponses

  • Proposition de construction :
    Le point G tombe tout seul et il est plus facile de montrer
    que DEFG est un carré (cas d'égalité).91440
  • Oui, merci Soland. C'est sans doute la manière la plus simple de construire le carré DEFG (à la règle non graduée et au compas).

    Pour expliquer que DEFG est effectivement un carré : une méthode serait de montrer que AE = CG grâce au théorème de Pythagore, et en déduire que les triangles DAE et DCG sont égaux (cas d'égalité n°1).
    (remarque : on pourrait aller plus vite avec le cas d'égalité HL (hypotenuse, leg) utilisé par les anglo-saxons, mais il n'est pas étudié en France).
    Ensuite on peut montrer que $\widehat{EDG} = 90°$ et conclure : DEFG est un losange avec un angle droit, c'est donc un carré. Ça n'est pas si simple..

    Mon objectif était plus restreint : je ne demandais pas de prouver que DEFG est un carré, mais simplement de construire un carré DEFG sur le côté [DE]. Et pas forcément à la règle et au compas. Il est d'ailleurs très difficile de justifier auprès des élèves l'intérêt de ces constructions.

    Dans le fichier ci-dessous une correction (partie 1, question 3) et une modification (question 2, partie 2).

    La démonstration de la propriété $aire(DEFG) = 3×aire(ABCD)$, quelle que soit la longueur AB choisie au départ, peut aussi se faire de la façon suivante : on pose $AB = x$, on montre que $AC^2= 2x^2$ puis que $DE^2 = 3x^2$ en utilisant le théorème de Pythagore.
  • "Quand deux carrés touchent le même cercle en quatre points, l’un est le double de l’autre"
    Léonard de Vinci

    La suite de l'activité demain
  • Bonjour,
    J'ai donc ajouté les carrés de Léonard, une démonstration de la propriété $aire(DEFG) = 3×aire(ABCD)$ par un calcul algébrique, et la construction de Soland, car ce n'est pas parce qu'il est très difficile de justifier auprès des élèves l'intérêt de n'utiliser uniquement la règle et le compas qu'il ne faut pas le faire !
    C'est l'heure d'un double apéro.
  • Pour cette activité j'ai prévu de répartir les élèves en 5 groupes, un groupe placé dans chaque coin de la cour et le cinquième dans la salle de classe. Les élèves d'un groupe de la cour devront tracer les figures à même le sol, avec de la peinture blanche indélébile (il s'agit de réaliser une expérience marquante, j'ai l'accord du principal), et rédiger les explications sur une grande feuille au format A0 (pratique pour l'exposé final). Ils pourront communiquer entre eux en empruntant la voiturette électrique qu'ils ont fabriqué avec leur prof de techno, ou bien directement avec les haut-parleurs. Quant aux élèves du cinquième groupe resté en classe au 2ème étage, ils devront motiver leurs camarades, en leur criant dessus de toute leur force.
  • Cette dernière activité, pour le groupe que tu pourrais appeler « le cinquième côté » aura, à n’en pas douter, un grand succès !

  • Oui c'est une excellente idée ce nom. Mais je voudrais couper court à une polémique qui je le sens va arriver d'ici peu : je ne relègue pas du tout la gestion de classe au second plan, au contraire, je prends ça très au sérieux. Sachez donc que je superviserais et coordonnerais l'ensemble des activités des élèves grâce à une tablette tactile et trois drones équipés chacun d'une caméra et d'un logiciel de reconnaissance faciale.
    Une bonne journée,
    Ludwig
  • - remplacement de la partie 6
    - légende figure 3
    - partie 5 question 1 : écriture de DAE à la place de ADE
    - ajout de 2 références

    Bon pour impression

    Hâte de faire l'activité :-)
  • Bonsoir,
    Partie 1 questions 1 & 3 : j'avais utilisé le verbe comparer dans un sens élargi, car la réponse attendue était la détermination du rapport exact des aires. Mais que dire à un élève qui répond simplement $aire(AEFG) > aire(ABCD)$ ? Il y avait beaucoup mieux comme consigne.
  • Partie 1 question 2 : écriture allégée de la consigne, qui était un peu redondante.
    Partie 5 question 2 : élévation de la zone de texte contenant l'accent circonflexe de 0,01 cm. Ben quoi ?

    Une bonne journée
  • Sujet intéressant.
    C'est bien, de temps en temps, d'arriver en classe avec une consigne criticable
    que l'on peut améliorer avec les élèves.

    Bonne suite.
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