Dix questions, douze minutes. À partir d'ici, les puissances en situation : figures, dimensions, croissance.
En géométrie, presque toutes les racines viennent du même endroit : le théorème de Pythagore. Il ne travaille que sur des carrés, donc extraire une racine trop tôt fabrique un nombre qu'il faudra ré-élever à la ligne suivante.
Les deux longueurs à connaître par cœur : la diagonale d'un carré de côté vaut , la hauteur d'un triangle équilatéral de côté vaut . Et les triplets qui tombent juste : , , — ainsi que tous leurs multiples.
Exercices
Exercice 1
Un carré a un côté de cm. Quelle est la longueur de sa diagonale, en cm ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : C
Corrigé :
Pythagore sur le demi-carré.
La bonne réponse : « », soit environ cm. « » — la somme des deux côtés : la diagonale est toujours plus courte que le chemin par le coin. « » — l'aire du carré, pas une longueur. « » — la hauteur d'un triangle équilatéral confondue avec la diagonale d'un carré ; n'apparaît jamais dans un carré.
Exercice 2
Dans un triangle rectangle, les deux côtés de l'angle droit mesurent cm et cm. Quelle est la longueur de l'hypoténuse, en cm ?
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Réponse : B
Corrigé :
On additionne les carrés.
C'est le triplet multiplié par .
La bonne réponse : « ». « » — c'est : les longueurs additionnées. « » — la même addition, avec une racine posée dessus. « » — la moyenne des deux côtés. L'hypoténuse est toujours entre le plus grand côté et la somme des deux : cet encadrement seul écarte trois options.
Exercice 3
Un triangle équilatéral a un côté de cm. Quelle est sa hauteur, en cm ?
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Réponse : D
Corrigé :
La hauteur coupe la base en deux : Pythagore sur la moitié.
La bonne réponse : « », soit environ cm. « » — la formule appliquée sans diviser par deux ; le résultat dépasserait le côté, ce qui est impossible pour une hauteur. « » — le du carré au lieu du du triangle. « » — la moitié du côté, c'est-à-dire la base du demi-triangle, pas sa hauteur.
Exercice 4
Un carré a une aire de cm². Quelle est la longueur de sa diagonale, en cm ?
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Réponse : A
Corrigé :
La diagonale au carré vaut deux fois l'aire — sans jamais passer par le côté.
La bonne réponse : « ». « » et « » — la même valeur écrite deux fois : c'est le côté, pas la diagonale. Deux options identiques ne peuvent pas être la bonne réponse, ce qui les élimine d'emblée. « » — l'aire divisée par deux. La formule à retenir : le carré de la diagonale vaut le double de l'aire.
Exercice 5
Un rectangle a des côtés de cm et cm. Quel est son périmètre, en cm ?
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Réponse : D
Corrigé :
Le périmètre est une somme, pas une racine.
La bonne réponse : « ». « » — c'est la diagonale : le triplet est tellement familier qu'on le calcule par réflexe, même quand la question ne le demande pas. C'est le piège de cette question, et il est très efficace. « » — c'est l'aire. « » — le double de la diagonale. Relire ce qui est demandé coûte trois secondes et vaut une question.
Exercice 6
Un cercle a une aire de cm². Quel est son rayon, en cm ?
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Réponse : D
Corrigé :
Le se simplifie des deux côtés.
La bonne réponse : « ». « » — la racine oubliée. « » — le traîné dans la réponse alors qu'il s'est simplifié. « » — la racine prise avant la simplification. Le geste utile : simplifier le avant d'extraire quoi que ce soit ; il apparaît des deux côtés dans presque toutes les questions de cercle.
Exercice 7
Un carré est inscrit dans un cercle de rayon cm. Quel est le côté du carré, en cm ?
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Réponse : A
Corrigé :
La diagonale du carré est le diamètre du cercle.
La bonne réponse : « », soit environ cm. « » — c'est le diamètre, donc la diagonale, pas le côté. « » — le rayon recopié. « » — la diagonale multipliée par au lieu d'être divisée : le côté est forcément plus petit que la diagonale. La clé de la figure tient en une phrase : la diagonale du carré inscrit est le diamètre du cercle.
Exercice 8
Un cube a une arête de cm. Quelle est la longueur de la diagonale d'une de ses faces, en cm ?
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Réponse : A
Corrigé :
La diagonale d'une face, pas celle du cube.
La bonne réponse : « ». « » — c'est la grande diagonale du cube, celle qui relie deux sommets opposés en traversant le solide : . La question ne la demandait pas. « » — l'aire d'une face. « » — le double de l'arête. Les deux diagonales d'un cube valent pour une face et pour le solide : c'est une paire qu'il faut connaître ensemble.
Exercice 9
Un triangle rectangle a une hypoténuse de cm et un côté de cm. Quelle est son aire, en cm² ?
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Réponse : D
Corrigé :
Pythagore, dans le sens de la soustraction : l'hypoténuse est donnée.
L'aire d'un triangle rectangle : le produit des deux côtés de l'angle droit, divisé par deux.
La bonne réponse : « ». « » — c'est : l'hypoténuse prise pour une hauteur, alors qu'elle ne l'est jamais. « » — le produit sans la division par deux. « » — le produit tout court. Le triplet doublé apparaît ici : quand deux longueurs d'un triangle rectangle sont rondes, la troisième l'est souvent aussi.
Exercice 10
Un carré a un périmètre de cm. Quelle est son aire, en cm² ?
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Réponse : A
Corrigé :
Le côté d'abord.
La bonne réponse : « ». « » — c'est : le périmètre élevé au carré, sans passer par le côté. « » — c'est , une division au mauvais moment. « » — le périmètre recopié. Une aire s'obtient toujours en élevant une longueur, jamais en élevant un périmètre : les deux ne sont pas dans le même rapport.
Exercice 11
Un triangle rectangle a des côtés de l'angle droit de cm et cm. Quelle est la longueur de son hypoténuse, en cm ?
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Réponse : 29
Corrigé :
Les carrés des côtés de l'angle droit.
.
cm. Le piège : , des longueurs additionnées.
Exercice 12
La hauteur d'un triangle équilatéral de côté cm vaut cm.
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Réponse : Vrai
Corrigé :
Pythagore sur le demi-triangle.
.
Vrai. C'est la formule avec .
Exercice 13
Un carré a une diagonale de cm. Quelle est son aire, en cm² ?
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Réponse : 50
Corrigé :
On garde le carré de la diagonale.
Pythagore sur le demi-carré.
L'aire, c'est : aucune racine.
cm². Le piège : chercher le côté, , pour l'élever ensuite au carré.