Série 1 — Les angles du polygone

Sur elev, cette leçon vient avec des exercices corrigés sur le moment, un indice quand votre enfant bloque et le suivi de ses progrès.

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Dix questions au format de l'examen, rangées de la plus simple à la plus exigeante. Lancez le chrono : dix minutes pour la série, une minute par question, le rythme du jour J. Cochez vos dix réponses avant d'ouvrir le moindre corrigé, puis corrigez d'un bloc et comptez vos points sur dix.

Huit ou plus : la série est acquise, passez à la suivante. Six ou sept : relisez le corrigé de chaque erreur et nommez le piège qui vous a eu. Cinq ou moins : revenez au cours de méthode avant de continuer.

Le réflexe de la série : les angles se comptent en triangles et en tours. La somme des angles intérieurs vaut (n−2)⋅180∘(n - 2) \cdot 180^\circ ; les angles extérieurs font un tour ; les angles autour d'un point aussi. Avant de calculer, nommez lequel des trois l'énoncé vous donne.

Exercices

Exercice 1

Le polygone convexe QQ a kk côtés de plus que le polygone convexe PP. De combien la somme des angles intérieurs de QQ dépasse-t-elle celle de PP ?

  1. (k−2)⋅180∘(k - 2) \cdot 180^\circ
  2. 180k∘180k^\circ
  3. 360k∘360k^\circ
  4. On ne peut pas le savoir avec ces seules données
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : B 180k∘180k^\circ

Corrigé :

SP=(n−2)⋅180∘S_P = (n - 2) \cdot 180^\circ

si PP a nn côtés

SQ=(n+k−2)⋅180∘S_Q = (n + k - 2) \cdot 180^\circ

QQ en a n+kn + k

SQ−SP=k⋅180∘S_Q - S_P = k \cdot 180^\circ

les deux « −2-2 » s'annulent, et nn aussi

La bonne réponse : « 180k∘180k^\circ ». Chaque côté ajouté ajoute un triangle, donc un angle plat. « 360k∘360k^\circ » compte un tour complet par côté ajouté au lieu d'un angle plat. « (k−2)⋅180∘(k - 2) \cdot 180^\circ » applique la formule de la somme à l'écart kk ; or le « −2-2 » de chaque polygone disparaît dans la différence. « On ne peut pas le savoir avec ces seules données » croit qu'il faut connaître nn : il s'élimine.

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Exercice 2

Chaque angle intérieur d'un polygone régulier mesure 156∘156^\circ. Combien de côtés a ce polygone ?

  1. 3030
  2. 1313
  3. 1515
  4. 2424
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : C 1515

Corrigé :

180∘−156∘=24∘180^\circ - 156^\circ = 24^\circ

l'angle extérieur

n=360∘24∘=15\begin{aligned}n &= \dfrac{360^\circ}{24^\circ} \\ &= 15\end{aligned}

les angles extérieurs font un tour

La bonne réponse : « 1515 ». « 2424 » est la mesure de l'angle extérieur, pas le nombre de côtés. « 1313 » retranche 22 à 1515, comme si l'on retournait la formule de la somme (n−2)⋅180∘(n - 2) \cdot 180^\circ. « 3030 » divise 720∘720^\circ par 24∘24^\circ : les angles extérieurs font un seul tour, pas deux.

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Exercice 3

αABCDE

Dans le pentagone convexe ABCDEABCDE de la figure, les angles en AA et en BB sont droits, et l'angle en CC mesure α\alpha. Que vaut la somme des angles en DD et en EE ?

  1. 180∘−α180^\circ - \alpha
  2. 450∘−α450^\circ - \alpha
  3. 360∘−α360^\circ - \alpha
  4. 540∘−α540^\circ - \alpha
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : C 360∘−α360^\circ - \alpha

Corrigé :

(5−2)⋅180∘=540∘(5 - 2) \cdot 180^\circ = 540^\circ

la somme des angles du pentagone

540∘−90∘−90∘−α=360∘−α540^\circ - 90^\circ - 90^\circ - \alpha = 360^\circ - \alpha

on retire les trois angles connus

La bonne réponse : « 360∘−α360^\circ - \alpha ». « 180∘−α180^\circ - \alpha » part de 360∘360^\circ, la somme du quadrilatère, au lieu de 540∘540^\circ. « 540∘−α540^\circ - \alpha » oublie de retirer les deux angles droits. « 450∘−α450^\circ - \alpha » n'en retire qu'un.

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Exercice 4

αxP

Deux hexagones réguliers et un triangle ont un sommet commun PP et ne se chevauchent pas, comme sur la figure, qui n'est pas à l'échelle. L'angle du triangle en PP mesure α\alpha. Que vaut l'angle xx ?

  1. 120∘−α120^\circ - \alpha
  2. 240∘−α240^\circ - \alpha
  3. 90∘−α90^\circ - \alpha
  4. 144∘−α144^\circ - \alpha
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : A 120∘−α120^\circ - \alpha

Corrigé :

(6−2)⋅180∘6=120∘\dfrac{(6 - 2) \cdot 180^\circ}{6} = 120^\circ

l'angle de l'hexagone régulier

x=360∘−2⋅120∘−α=120∘−α\begin{aligned}x &= 360^\circ - 2 \cdot 120^\circ - \alpha \\ &= 120^\circ - \alpha\end{aligned}

autour de PP, les angles font un tour

La bonne réponse : « 120∘−α120^\circ - \alpha ». « 240∘−α240^\circ - \alpha » ne retire qu'un des deux hexagones. « 90∘−α90^\circ - \alpha » donne à l'hexagone l'angle de 135∘135^\circ, celui de l'octogone. « 144∘−α144^\circ - \alpha » lui donne 108∘108^\circ, l'angle du pentagone.

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Exercice 5

Les cinq angles d'un pentagone convexe mesurent xx, x+20∘x + 20^\circ, x+40∘x + 40^\circ, x+60∘x + 60^\circ et x+80∘x + 80^\circ. Combien mesure le plus grand ?

  1. 112∘112^\circ
  2. 68∘68^\circ
  3. 184∘184^\circ
  4. 148∘148^\circ
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : D 148∘148^\circ

Corrigé :

5x+200∘=540∘5x + 200^\circ = 540^\circ

la somme des angles du pentagone

x=68∘x = 68^\circ
x+80∘=148∘x + 80^\circ = 148^\circ

le plus grand angle

La bonne réponse : « 148∘148^\circ ». « 112∘112^\circ » égale la somme à 360∘360^\circ, celle du quadrilatère : x=32∘x = 32^\circ. « 68∘68^\circ » est la valeur de xx, le plus PETIT angle. « 184∘184^\circ » égale la somme à 720∘720^\circ, celle de l'hexagone ; un angle de plus de 180∘180^\circ aurait dû alerter : le pentagone est convexe.

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Exercice 6

Pour laquelle des figures suivantes l'aire, à elle seule, détermine-t-elle le périmètre ?

  1. un losange
  2. un hexagone régulier
  3. un trapèze isocèle
  4. un rectangle
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : B un hexagone régulier

Corrigé :

S=332 a2S = \dfrac{3\sqrt{3}}{2}\,a^2

l'hexagone régulier ne dépend que de son côté aa : l'aire donne aa, donc P=6aP = 6a

1×36=4×9=36\begin{aligned}1 \times 36 &= 4 \times 9 \\ &= 36\end{aligned}

deux rectangles de même aire, de périmètres 7474 et 2626

losange:S=c2sin⁡θ\text{losange} : S = c^2 \sin \theta

le côté et l'angle sont libres : même aire, côtés différents

La bonne réponse : « un hexagone régulier ». Une seule longueur le fixe. « un rectangle » a deux dimensions libres : 1×361 \times 36 et 4×94 \times 9 ont la même aire et pas le même périmètre. « un losange » a ses côtés égaux, mais son angle reste libre : un losange aplati de grand côté a la même aire qu'un carré plus petit. « un trapèze isocèle » a l'air « régulier », mais ses deux bases et sa hauteur se choisissent séparément.

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Exercice 7

Sur un quadrillage de carreaux de côté 11, on a coupé les quatre coins d'un carré de 77 carreaux de côté pour obtenir l'octogone grisé de la figure. Chaque coin coupé est un triangle rectangle dont les deux côtés de l'angle droit mesurent 22 carreaux. Quelle est l'aire de l'octogone ?

  1. 3333
  2. 4141
  3. 3737
  4. 4545
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : B 4141

Corrigé :

7×7=497 \times 7 = 49

le carré englobant

2×22=2\dfrac{2 \times 2}{2} = 2

chaque coin coupé est un triangle rectangle de côtés 22 et 22

49−4⋅2=4149 - 4 \cdot 2 = 41

La bonne réponse : « 4141 ». « 4545 » compte comme entiers les demi-carreaux coupés qui restent dans l'octogone : il ne retire qu'un carreau par coin. « 3737 » compte comme entiers les demi-carreaux coupés du côté des coins : il retire trois carreaux par coin. « 3333 » retire aux coins des carrés 2×22 \times 2 entiers, au lieu de demi-carrés.

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Exercice 8

Autour d'un point, on pose sans trou ni chevauchement un triangle équilatéral, deux carrés et une quatrième dalle en forme de polygone régulier. Les quatre dalles ont le même côté. Quelle est la quatrième dalle ?

  1. un triangle équilatéral
  2. un hexagone régulier
  3. aucun polygone régulier ne convient
  4. un octogone régulier
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : B un hexagone régulier

Corrigé :

360∘−60∘−2⋅90∘=120∘360^\circ - 60^\circ - 2 \cdot 90^\circ = 120^\circ

l'angle qui reste au point

180∘−120∘=60∘360∘60∘=6\begin{aligned}180^\circ - 120^\circ &= 60^\circ \\ \quad \dfrac{360^\circ}{60^\circ} &= 6\end{aligned}

l'angle extérieur donne le nombre de côtés

La bonne réponse : « un hexagone régulier ». « un triangle équilatéral » divise 360∘360^\circ par l'angle INTÉRIEUR, 120∘120^\circ ; c'est l'angle extérieur qui partage le tour. « un octogone régulier » prête à l'octogone l'angle de 120∘120^\circ ; le sien mesure 135∘135^\circ. « aucun polygone régulier ne convient » oublie le triangle : il resterait 180∘180^\circ, un angle plat qu'aucun polygone n'a.

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Exercice 9

Un polygone convexe a 9090 diagonales. Combien a-t-il de côtés ?

  1. 1515
  2. 9393
  3. 1010
  4. 1212
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : A 1515

Corrigé :

n(n−3)2=90\dfrac{n(n - 3)}{2} = 90

le nombre de diagonales

n(n−3)=180=15×12\begin{aligned}n(n - 3) &= 180 \\ &= 15 \times 12\end{aligned}
n=15n = 15

La bonne réponse : « 1515 ». « 1212 » vient de n(n+3)2=90\frac{n(n + 3)}{2} = 90 : une erreur de signe dans la formule. « 1010 » compte tous les segments entre deux sommets, côtés compris, et oublie de diviser par 22 : 10×9=9010 \times 9 = 90. « 9393 » prend 9090 pour le nombre de diagonales issues d'UN sommet : n−3=90n - 3 = 90.

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Exercice 10

Un hexagone convexe a cinq angles extérieurs (un par sommet) de 50∘50^\circ, 70∘70^\circ, 65∘65^\circ, 45∘45^\circ et 60∘60^\circ. Combien mesure son sixième angle intérieur ?

  1. On ne peut pas le savoir avec ces seules données
  2. 70∘70^\circ
  3. 110∘110^\circ
  4. 430∘430^\circ
Voir la réponse et le corrigé

Réponse : C 110∘110^\circ

Corrigé :

50+70+65+45+60=29050 + 70 + 65 + 45 + 60 = 290

les cinq angles extérieurs connus, en degrés

360∘−290∘=70∘360^\circ - 290^\circ = 70^\circ

le sixième angle extérieur : les six font un tour

180∘−70∘=110∘180^\circ - 70^\circ = 110^\circ

l'angle intérieur est son supplément

La bonne réponse : « 110∘110^\circ ». « 70∘70^\circ » s'arrête au sixième angle EXTÉRIEUR. « 430∘430^\circ » traite les angles extérieurs comme des angles intérieurs : 720∘−290∘720^\circ - 290^\circ. « On ne peut pas le savoir avec ces seules données » croit qu'il faut les autres angles intérieurs ; la somme des angles extérieurs suffit, elle vaut toujours 360∘360^\circ.

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