Liste d'exercices niveau collège

Bonjour,

On m'a donné une liste d'exercices de géométrie niveau collège. En principe , je devrais aider l’élève dans ses démarches (soutien d’été). Déjà je trouve le premier très difficile pour moi, je sollicite votre aide. Je dévoile le premier en image jointe. Il faut démontrer que (BH) et (DH) (AK) ( merci gerard0) sont perpendiculaires
Merci77594
Le 😄 Farceur


Réponses

  • Bonjour,

    Un petit produit scalaire dans le repère $(D,U,V)$, mais ce n'est peut-être pas trop au programme ?

    Cordialement,

    Rescassol
  • Tu veux dire (BH) et (AK) ?
  • Si les points U et V ne servent pas à autre chose, ils donnent, comme le dit Rescassol, un repère, dans lequel on peut exprimer successivement les coordonnées de A, B et C, H (équation de (AC), puis de sa perpendiculaire (DH)), K, puis les équations de (BH) et (AK).

    Cordialement.

    PS : Ce n'est pas un exercice de brevet !
  • c'est corrigé gerard0 merci
    @Rescassol l'indication d'introduire U et V c'est pour travailler dans un repère orthonormé peut être?
    Le 😄 Farceur


  • @gerard0
    C'est au programme les coordonnées d'un point dans un repère orthonormé. Je pense que l'exercice est faisable en cherchant les coordonnées des points
    Le 😄 Farceur


  • Mon cher Gebrane
    Ci dessous ma propre figure
    Le triangle $LBC\ $ est l'image du triangle $HAD$ par une similitude directe d'angle droit.
    Dans cette similitude, la médiane $AK$ s'envoie sur la médiane $BH$.
    Les deux médianes ne peuvent pas faire autre chose que d'être orthogonales.
    Comme la théorie des similitudes a disparu définitivement de notre culture, je te souhaite bon courage pour trouver une autre démonstration.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus77600
  • Bonsoir
    La solution par les produits scalaires se fait aussi assez facilement, un peu comme une chasse aux angles!
    $\overrightarrow{BH}.\overrightarrow{AK}=\dfrac 14(\overrightarrow{BL}+\overrightarrow{BC}).(\overrightarrow{AD}+\overrightarrow{AH})=\dfrac 14(\overrightarrow{BL}.\overrightarrow{AD}+\overrightarrow{BC}.\overrightarrow{AH})$
    $\overrightarrow{BL}.\overrightarrow{AD}=2\overrightarrow{DH}.\overrightarrow{AD}=-2HD^2$
    $\overrightarrow{BC}.\overrightarrow{AH}=2\overrightarrow{DC}.\overrightarrow{AH}=2\overrightarrow{DC}.\overrightarrow{DH}=2HD^2$
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Rien de tout ce que j'ai lu n'est au programme.
    Pas de coordonnées dans un repère orthonormé dans le sens où, si c'est au programme, mais on ne dispose de rien d'autres (pas de coordonnées du milieu d'un segment, pas de distance dans le repère - je sais que tout cela peut se démontrer, ce n'est pas mon sujet).
    Pas de similitude.

    On a par contre des homothéties (assez rudimentaires).

    Les droites remarquables sont aussi passées aux oubliettes en conservant la médiatrice d'un segment et sa caractérisation par l'équidistance.
    Pour la bissectrice, j'ai un gros doute sur son existence depuis les nouveaux programmes...
    La notion de hauteur dans un triangle, oui mais pas le concours.
    Pas de médiane, a priori sauf la définition et le fait qu'elle partage un triangle en deux de même aire.

    Les angles, oui : alternes internes, opposés par le sommet, somme 180°, ceux de la base de même mesure pour les triangles isocèles, les conservation par les symétries, translations, rotations, homothéties...
  • Merci pappus cette. Ta phrase "je te souhaite bon courage pour trouver une autre démonstration." m'a donnée le courage nécessaire pour faire ces calculs collégiens indiqués par gerard0 . Par Pythagore DA=4 et donc dans le repère (D,U,V) on a les coordonnées des points A(0,4),B(-3,0) et C(3,0) on trouve l'equation de la droite (AC) $y=-\frac 43x+4$ et puisque l’équation de la droite (DH) est $y=ax$ et que (DH) perpendiculaire à (AC) on a $a=\frac 34$. Apres je trouve les coordonnées de $H(\frac{48}{25},\frac{36}{25})$ donc aussi K et on trouve les coefficients directeurs de la droite (BH) et (AK). La conclusion s'ensuit ( si le produit des coefficients directeurs de deux droites est égale à -1, les deux droites sont perpendiculaire)
    J'ai bien aimé des deux preuves
    Le 😄 Farceur


  • Bonsoir Gebrane
    Les valeurs numériques $AB=5$ et $BC=6$ ne jouent aucun rôle dans mes démonstrations.
    Mais il est probable que la tienne soit celle attendue par ceux qui ont donné cet exercice
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Rebonjour,

    L'exercice qui suit est aussi non évident à mes yeux , vous pouvez m'informer sur des méthodes qui dépassent le collège
    Exercice 2 a écrit:
    On considère un trapèze ABCD tel que (AB) // (CD). Soit M est le point d'intersection des droites (AD) et (BC),
    Q est le milieu de [AB] et N celui de [CD]. On considère le point d'intersection P des diagonales [AC] et [BD]
    Démontrer que les points M,N,P et Q sont alignés.
    Le 😄 Farceur


  • Bonjour
    C'est triste à dire mais c'était pratiquement une question de cours autrefois.
    Il y a de fortes chances qu'on trouve cette figure dans le Lebossé-Hémery de la classe de Seconde!
    Au niveau Terminales, c'était un simple exercice sur le produit de deux homothéties mais on sait que les homothéties ont disparu depuis longtemps.
    Alors quoi? Eh bien on peut se tourner les pouces en attendant que la théorie des groupes disparaisse elle aussi!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonjour,

    Dans le repère $(M,A,B)$, les $4$ points $M,N,P,Q,$ vérifient $y=x$.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Pappus,

    les questions de cours de seconde n'étaient pas connues des élèves de collège. Même à cette époque.

    Cordialement
  • Merci mon cher pappus pour ta remarque pour l'exercice 1 ( je vais refaire le calcul avec BC=a et AB =b)
    Pour l'exo 2 oui c'est triste pour le niveau contemporain des collégiens et en ce qui me concerne, on peut être excellent dans des domaines pointu et tourner en rond en géométrie élémentaire :-D
    Le 😄 Farceur


  • Gebrane,

    C'est quel type de classe de collège, qu'a suivi ton élève ? Ces exercices ressemblent à ce qu'on faisait faire à mon époque (j'ai passé le bac en 1967), ou aux exercices de première S des années 1990. Vu le peu de géométrie qui reste dans les programmes de collège je n'imagine pas qu'ils correspondent à un programme français. par exemple la méthode de Rescassol n'est pas utilisable.

    Cordialement.
  • Pour te consoler, Gebrane, mes jeunes collègues de première S et terminale C ou D des années 1990 ont fortement souffert pour enseigner de la géométrie synthétique, eux qui avaient été formés à l'algèbre linéaire et l'avaient ensuite enseigné. Ce qu'on n'a jamais pratiqué est toujours difficile au début.
    Ton problème ici est peut-être aussi l'écart entre les sujets et les connaissances vues par l'élève.

    Bon courage !
  • @gerard0
    Je ne sais pas où il a déniché cette liste d'exercices ( peut être un ancien manuel)
    Le 😄 Farceur


  • Je ne crois pas que le deuxième ait jamais été un exercice de collège. Le premier pouvait se faire il y a longtemps, ou être un exercice difficile il y a quelques années.
  • Je vais essayer d'appliquer le repère de Rescassol
    Le 😄 Farceur


  • Bonsoir
    Par curiosité, j'ai consulté le Lebossé-Hémery de la classe de Seconde.
    La configuration y figure dans la dix-neuvième leçon, applications de l'homothétie, article 296, page 158.
    Par contre je ne l'ai pas retrouvée ni dans le Lebossé-Hémery de la classe de Quatrième ni dans le Monge et Guinchan de la classe de Troisième.
    Dans ce dernier livre, on fait la théorie des triangles semblables pour démontrer ensuite le théorème de Pythagore et on y définit même la notion de puissance d'un point par rapport à un cercle. On en reste rêveur.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonsoir [small]p[/small]appus,

    Les homothéties sont revenues, en 3e.
    Ne nous emballons pas, on ne peut rien en faire : pas de vecteur, pire, "pas de définition ponctuelle"...amusant...tristement amusant...
  • le repère de Rescassol est mal adapté à mon cou :-D, ça marche avec le repère $(A,\vec{AB}, \vec{AD})$77606
    11.jpg 25.6K
    Le 😄 Farceur


  • Bonsoir,

    Avec le repère $(M,A,B)$, on a $M(0,0)$ et $Q\left(\dfrac{1}{2},\dfrac{1}{2}\right)$.
    Si on pose $D(d,0)$, on a $C(0,d)$ (Thalès) et donc $N\left(\dfrac{d}{2},\dfrac{d}{2}\right)$.
    $M,Q,N$ vérifient donc $y=x$.
    Enfin $(BD)$ et $(AC)$ ont pour équations respectivement $\dfrac{x}{d}+y=1$ et $x+\dfrac{y}{d}=1$ qu'il suffit de retrancher pour obtenir $y=x$ pour $P$.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Merci Rescassol c'est plus rapide comme ça
    Le reste des exercices est devenu classique grâce à vos remarques

    J'ai un exercice qui me chiffonnait depuis un bon moment

    Soit ABC un triangle et R le rayon du cercle circonscrit au triangle ABC.
    Démontrez que $$AB²+BC²+AC² \leq 8R²+R²\cos^2 ( \widehat{CBA}-\widehat{ACB})$$
    edit merci pappus la coquille est corrigée
    Le 😄 Farceur


  • Mon cher Gebrane
    Ton inégalité manque un peu d'homogénéité!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Merci Pappus
    le R² est en facteur ( corrigé)
    Le 😄 Farceur


  • Bonjour,

    J'ai eu une confirmation par mp que l'exercice 1 se fait encore en collège avec une preuve conforme au programme
    Le 😄 Farceur


  • Bonjour,
    Voici une sale démonstration avec juste des outils de collégien:
    Le triangle $ADC$ est un" triangle du maçon" $3;4;5$

    Le triangle $DHC$ qui est lui aussi rectangle et qui a le même angle aigu $\widehat C$ est donc un modèle réduit du premier.
    ses côtés mesurent $\frac 3 5$ de ceux du premier, soit $1,8\ ;\ 2,4\ ;\ 3$


    Traçons la médiane $[DE]$ du triangle $DHC$.
    Alors $\tan \widehat{EDH}=\frac {0,9}{2,4}=\frac 3 8$
    Mais les droites $(DE)$ et $(CH)$ dont parallèles en vertu d'un théorème des milieux. donc les angles alternes-internes $\widehat{EDH}$ et $\widehat{BHD}$ sont égaux.
    Et on a aussi , moyennant quelques calculs, $\tan \widehat{HAK}=\frac {1,2}{3,2}=\frac 3 8$
    Donc les angles $\widehat{BHD}$ et $\widehat {HAK}$ sont égaux.
    Donc $(HB)$ est la hauteur issue de l'angle droit du triangle rectangle $AHK$...77648
  • Bonjour jacquot,

    jacquot écrivait:

    les angles $\widehat{BHD}$ et $\widehat
    > {HAK}$ sont égaux.
    > Donc $(HB)$ est la hauteur issue de l'angle droit
    > du triangle rectangle $AHK$...

    Je ne vois pas. Quel théorème utilise-tu?
    Personne ne sent une motivation pour m'aider pour http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?8,1673592,1673908#msg-1673908. Demain je dois rendre les comptes à mon groupe d'amis où je verrais une solution. On m'a signalé une indication d'utiliser le théorème des sinus ! https://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_des_sinus
    Le 😄 Farceur


  • Bêtement deux angles égaux ont un même complémentaire.
    Mais tout ça, c'est bricolé.
  • L'essentiel, en affixes complexes.

    $A:0$, $\quad H:1$ Plaisir du prince
    $K:1+\alpha i$ où $\alpha$ est réel, car $\angle(AHK)=\pi/2$
    $D:1+2\alpha i$ car $HK=KD$

    La similitude qui envoie $(AHD)$ sur $(ADB)$ est $z\mapsto (1+2\alpha i)z$, donc
    $B:(1+2\alpha i)^2 = (1-4\alpha^2)+(4\alpha)i$
    $\overrightarrow{HB} = \overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AH} : 4\alpha i (1+\alpha i) $
    Donc $\overrightarrow{HB}$ est l'image de $\overrightarrow{AK}$ par la similitude $sim:z\mapsto (4 \alpha i) z$
    $sim$ est la composée d'un quart de tour et d'une homothétie de rapport $4\alpha$.77662
  • Bonjour,

    Il me semble qu'il y a une solution collège assez simple de l'exercice initial :

    J'appelle E le milieu de HC (comme Jacquot). DE est parallèle à BH et EK est parallèle à BC (droites des milieux).
    Mais dans le triangle ADE, K est l'orthocentre (comme intersection des deux hauteurs DH et EK), donc AK est la troisième hauteur...

    Cordialement
    C.N.
  • Clair et net.
  • Oui Catherine,
    C'est plus élégant et indépendant du choix du triangle isocèle $ABC $.
  • Futée, Catherine Nadeau !
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.