Une question de droites parallèles se reconnaît en une seconde : deux droites marquées , une ou deux sécantes, un angle donné et un angle demandé.
L'examen en pose une presque à chaque session, souvent en tête de la section quantitative. Et le même outil revient partout : triangle, parallélogramme, trapèze, rapports d'aires.
Ce chapitre tient en huit gestes : quatre pour les angles, deux pour les longueurs et les aires, deux pour ce que l'examen appelle « nécessairement vrai ».
Geste 1 — Deux parallèles, une sécante : les quatre noms
Une droite qui coupe deux parallèles fabrique huit angles.
Parmi eux, deux valeurs seulement : un angle aigu et son supplément — ou partout, quand la sécante est perpendiculaire.
même position aux deux intersections — l'un « au-dessus à droite », l'autre aussi
entre les parallèles, de part et d'autre de la sécante — le Z
entre les parallèles, du même côté de la sécante — le C
à une seule intersection, face à face
Ne cherchez pas le nom, cherchez la valeur. À l'examen, on vous demande un nombre, jamais un nom.
Décidez seulement : cet angle est-il du même type que celui qu'on donne (aigu avec aigu) ? Même type : égal. Type opposé : moins.
Deux parallèles sont coupées par une sécante. Un des angles mesure . Que peuvent valoir les sept autres ?
Voir la réponse et le corrigé
ou , rien d'autre. Quatre angles valent , quatre valent . Si une option propose ou dans une figure à deux parallèles et une sécante, elle est fausse avant tout calcul.
Geste 2 — Écrire les deux nombres partout
Devant une figure de parallèles, la méthode la plus sûre est mécanique.
Écrivez l'angle donné sur ses trois copies, puis moins cet angle sur les quatre autres. En dix secondes, la question devient une lecture.
Les deux confusions qui coûtent la question.
du même côté de la sécante, les deux angles intérieurs se complètent, ils ne se copient pas
avec deux sécantes, chaque angle ne se recopie que le long de SA sécante
Geste 3 — La parallèle qu'on trace
Parfois une ligne brisée relie les deux parallèles, avec un sommet entre elles. L'angle demandé est à ce sommet.
Le geste : tracer par ce sommet la parallèle aux deux autres. La ligne brisée devient deux Z.
L'angle demandé est alors la somme des deux angles donnés — ou leur différence, s'ils tombent du même côté de la parallèle tracée.
Même figure, mais les angles donnés sont en et en , mesurés du même côté que sur la figure. Que vaut ?
Voir la réponse et le corrigé
. Le en se recopie en tel quel — son alterne-interne vaut , obtus ou non — et le en aussi : . Un angle obtus ne devient pas son supplément en traversant une parallèle ; il ne change que si l'on mesure de l'autre côté du sommet.
Geste 4 — Un triangle posé sur les parallèles
Un triangle a un sommet sur une droite, et sa base sur la parallèle.
Chaque angle de la base se recopie au sommet, comme alterne-interne.
C'est la preuve que les trois angles d'un triangle font . Et c'est surtout un outil : un angle donné sur devient un angle connu sur .
les trois angles se rangent côte à côte sur la parallèle au sommet
l'angle formé par un côté et le prolongement d'un autre
l'isocèle : deux côtés égaux, deux angles égaux, en face
Un triangle a sa base sur une droite et son sommet sur la parallèle . On donne et . Sans calculer , que valent les deux angles que et forment avec ?
Voir la réponse et le corrigé
et . Chacun est l'alterne-interne de l'angle de la base qui lui fait face. Et l'angle , coincé entre les deux sur la droite , vaut : la somme des angles du triangle, lue sur une seule droite.
Geste 5 — Dans un parallélogramme, dans un trapèze
Un parallélogramme, c'est deux paires de parallèles ; un trapèze, une seule.
Deux angles consécutifs le long d'un côté qui relie les parallèles sont co-intérieurs : somme . Deux angles opposés d'un parallélogramme sont égaux.
deux angles consécutifs, dans un parallélogramme comme dans un trapèze le long d'une jambe
deux angles opposés d'un parallélogramme
les deux angles d'une même base sont égaux
Le cas préféré de l'examen : une bissectrice qui part d'un sommet et coupe le côté opposé. L'angle qu'elle forme avec ce côté est l'alterne-interne de la moitié qu'elle vient de créer — le triangle qu'elle découpe est donc isocèle.
Le trapèze n'est pas un parallélogramme.
une seule paire de parallèles : seuls les angles d'une même jambe se complètent
Geste 6 — Les proportions : la parallèle qui coupe un triangle
Une droite parallèle à un côté d'un triangle découpe un petit triangle semblable au grand.
Tous les rapports de longueurs sont égaux. Le formulaire imprime la règle : si , alors .
Et le rapport des aires est le carré du rapport des longueurs : si le petit triangle a des côtés fois plus courts, son aire est fois plus petite. C'est ce que l'examen demande le plus souvent, sous la forme « quelle est l'aire du trapèze qui reste ».
Le rapport des aires n'est pas le rapport des longueurs.
une longueur divisée par 3 divise l'aire par 9
le rapport de similitude se prend depuis le sommet A, sur le côté ENTIER
Geste 7 — Les aires entre deux parallèles
Deux droites parallèles restent à distance constante.
Un triangle de base sur l'une et de sommet sur l'autre a donc toujours la même hauteur : même base, même aire, où que soit le sommet.
même base, sommets sur la même parallèle
dans un trapèze de bases AD et BC, la diagonale BD découpe deux triangles de même hauteur : leurs aires sont dans le rapport des bases
et la réciproque : si deux triangles de même base ont la même aire, leurs sommets sont à la même distance de la base
La réciproque est une question d'examen à part entière. « Les aires de et de sont égales ; laquelle des affirmations est nécessairement vraie ? » — la réponse est , jamais ni : rien n'oblige les deux triangles à être superposables.
Dans un trapèze de bases et , la diagonale est tracée. L'aire de vaut . Quelle est l'aire du trapèze ?
Voir la réponse et le corrigé
. Les triangles et ont la même hauteur, la distance entre les bases. Leurs aires sont dans le rapport , donc , et le trapèze fait . On peut le vérifier avec la formule du formulaire : donne , et pour .
Geste 8 — Ce qui est « nécessairement vrai »
Une question sur quatre de ce chapitre ne demande aucun calcul : elle propose quatre affirmations et demande laquelle est forcément vraie. Voici celles qui reviennent, et ce qu'elles valent.
deux perpendiculaires à une même droite sont parallèles
deux parallèles à une même droite sont parallèles
une droite et un point hors d'elle définissent une parallèle unique
la réciproque du geste 1 : c'est ainsi qu'on PROUVE que deux droites sont parallèles — ou qu'elles ne le sont pas
Le contraire compte aussi : des correspondants de et de disent que les droites ne sont pas parallèles.
Et si l'énoncé ne dit pas que deux droites sont parallèles, aucune règle de ce chapitre ne s'applique : on ne lit jamais un parallélisme sur un dessin.
Dans un repère, deux droites parallèles à l'axe des sont deux droites d'équation constante ; un segment parallèle à l'axe des a ses deux extrémités à la même ordonnée, et un segment parallèle à l'axe des à la même abscisse. Ce sont les seules parallèles du repère que l'examen utilise.
Une sécante coupe deux droites et . On lit un angle de sur et son correspondant de sur . L'énoncé ne dit rien de plus. Peut-on affirmer que ?
Voir la réponse et le corrigé
Oui. Des correspondants égaux ne se produisent que si les droites sont parallèles : c'est la réciproque, et elle est vraie. Ce n'est pas la seule : des alternes égaux, ou des co-intérieurs qui font , le prouvent aussi. L'inverse, « la figure a l'air parallèle », ne prouve jamais rien.
En résumé. Une figure de parallèles ne contient que deux nombres, et : on les écrit partout. Une ligne brisée se redresse par la parallèle à son sommet. Triangle, parallélogramme, trapèze ne font qu'habiller la même règle.
Une parallèle à un côté fabrique un triangle semblable, aires au carré. Entre deux parallèles, même base veut dire même aire. Et « nécessairement vrai » se décide avec des propriétés, jamais avec les yeux.
Exercices
Exercice 1
Dans la figure, et la droite les coupe. L'angle marqué en haut mesure . Que vaut ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : A
Corrigé :
l'angle voisin du 115°, sur la droite a
x et ce 65° sont co-intérieurs : ils se complètent à 180°
La bonne réponse : « ». Les deux angles sont alternes-internes, donc égaux — ou, si vous préférez, chacun est le supplément du même . « » est l'autre valeur de la figure, celle des angles aigus. « » et « » ne correspondent à rien : dans une figure de parallèles, il n'y a que deux nombres, et .
Exercice 2
Dans la figure, . Le point est sur , le point sur , et est entre les deux droites. On donne en et en , comme sur la figure. Que vaut ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : A
Corrigé :
la ligne brisée devient deux Z
chaque angle se recopie de l'autre côté de sa parallèle
La bonne réponse : « ». La parallèle tracée par coupe l'angle cherché en deux morceaux, alternes-internes de et de . « » est son supplément : c'est l'angle qu'on obtient si l'on prolonge au-delà de . « » et « » viennent d'une soustraction ou d'une addition avec un mauvais angle.
Exercice 3
Dans la figure, . L'angle marqué sur vaut . Que vaut ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : B
Corrigé :
on descend le long de la sécante
x est l'angle voisin de ce correspondant, sur la droite b
La bonne réponse : « ». et ne sont pas correspondants : est à gauche de la sécante, à droite, et l'un est entre les parallèles, l'autre à l'extérieur. Ils sont donc supplémentaires. « » est le piège de la question. « » et « » supposent un angle droit ou un doublement que rien ne donne.
Exercice 4
Dans un parallélogramme , et . Que vaut ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : D
Corrigé :
deux angles consécutifs sont co-intérieurs entre AD et BC
les angles opposés d'un parallélogramme sont égaux
La bonne réponse : « ». est l'opposé de , pas de . « » est , donc aussi . « » est , pas un angle du parallélogramme. « » vaut , qui ne correspond à rien.
Exercice 5
Dans le triangle , le point est sur et le point sur , avec . On donne , et . Que vaut ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : C
Corrigé :
une parallèle à un côté partage les deux autres dans le même rapport
le rapport est 1 : 2 des deux côtés
La bonne réponse : « ». est au tiers de depuis , donc est au tiers de : , , . « » copie sans raison, « » confond avec , et « » ne vient d'aucun rapport.
Exercice 6
Dans la figure, , les points et sont sur , les points et sur , et est le milieu de . L'aire du triangle est . Quelle est l'aire du triangle ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : A
Corrigé :
même base BC, même hauteur : la distance entre a et b
MC est la moitié de BC, la hauteur ne change pas
La bonne réponse : « ». Peu importe où se trouve sur : tous les triangles de base et de sommet sur ont la même aire, . La moitié de la base donne la moitié de l'aire. « » oublie que est un milieu, « » divise deux fois, et la dernière option refuse un résultat que les parallèles suffisent à fixer.
Exercice 7
Dans la figure, et la droite les coupe. L'angle marqué en haut vaut . Que vaut , en degrés ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : 133
Corrigé :
en bas à droite de l'intersection du bas, l'angle est de l'autre type
type opposé : le supplément
. Le piège : répondre parce que les deux angles « ont l'air » de se correspondre. Ils ne sont pas du même type : l'un est aigu, l'autre obtus.
Exercice 8
Dans la figure, . Le point est sur , le point sur , et est entre les deux droites. On donne en et en , comme sur la figure. Que vaut , en degrés ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : 85
Corrigé :
elle coupe en deux morceaux
chaque morceau est l'alterne-interne d'un angle donné
. Le piège : . Rien ici ne se complète : chaque morceau recopie son angle.
Exercice 9
Dans la figure, , le sommet est sur et les sommets et sur . Les côtés et font avec des angles de et de . Alors .
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : Vrai
Corrigé :
trois angles côte à côte sur la droite
ce qui reste
Vrai. Les trois angles en remplissent la droite . Le piège : , qui est l'angle extérieur, pas .
Exercice 10
Dans le parallélogramme , et . La bissectrice de coupe le côté en . Que vaut ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : 5
Corrigé :
alternes-internes entre et , puis la bissectrice
le triangle est isocèle de sommet
. Le piège : répondre , c'est-à-dire , au lieu de ce qui reste de .
Exercice 11
Dans le triangle , est sur , sur , et . On donne , , et l'aire du triangle vaut . Quelle est l'aire du trapèze ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : 42
Corrigé :
le rapport se prend sur le côté entier,
les aires sont dans le rapport
le trapèze est ce qui reste
. Deux pièges : prendre (avec au lieu de ), ou oublier le carré et trouver .
Exercice 12
Le trapèze a pour bases et , et la diagonale est tracée. Les triangles et ont la même aire.
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : Faux
Corrigé :
la hauteur des deux triangles est la distance entre les bases
même hauteur : les aires suivent les bases
Faux. Même hauteur ne veut pas dire même aire : les bases diffèrent, et est trois fois plus grand.
Exercice 13
Une droite coupe deux droites et . Entre et , du même côté de , on lit et . L'énoncé ne dit rien de plus. Alors .
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : Vrai
Corrigé :
deux co-intérieurs qui se complètent
c'est la réciproque : elle prouve le parallélisme
Vrai. Des co-intérieurs de somme forcent le parallélisme, comme des correspondants égaux. Ce qui ne prouve rien, c'est l'air de la figure.