Sur les trente-quatre sessions dépouillées, de 2009 à 2026, environ 130 questions reposent sur un triangle particulier : quatre par examen en moyenne.
Aucune session n'en a moins de deux. Elles se cachent souvent : dans un carré, un hexagone, un trapèze, un cercle ou un repère.
Le formulaire de l'examen imprime deux choses : le théorème de Pythagore, et la règle du triangle 30-60-90. Il suppose tout le reste connu : le demi-carré, l'équilatéral, l'isocèle.
Ce cours tient en six gestes, un par famille de questions.
Geste 1 — Pythagore, et les triplets à reconnaître
Dans un triangle rectangle, le côté opposé à l'angle droit s'appelle l'hypoténuse. C'est toujours le plus long.
Les deux autres côtés sont les côtés de l'angle droit.
le carré de l'hypoténuse est la somme des carrés des deux autres côtés
À l'examen, les longueurs sont presque toujours choisies pour tomber juste. Reconnaître un triplet évite le calcul, et surtout ses erreurs.
Un triplet multiplié par un même nombre reste un triplet.
et ses multiples : 6-8-10, 9-12-15, 30-40-50
le moins connu, donc le plus rentable
rare, mais il sort
Les deux côtés de l'angle droit mesurent et . Que vaut l'hypoténuse ?
Voir la réponse et le corrigé
. et : c'est le triplet 5-12-13 multiplié par , donc .
L'hypoténuse n'est pas toujours la donnée qui manque.
Si est l'hypoténuse, on soustrait les carrés. Repérez d'abord le côté opposé à l'angle droit.
Les longueurs ne s'additionnent pas : ce sont leurs carrés qui s'additionnent.
Geste 2 — Le demi-carré : 45°, 45°, 90°
La diagonale d'un carré le coupe en deux triangles rectangles et isocèles. Leurs angles valent , et .
Pythagore donne la diagonale une fois pour toutes : , donc .
du côté vers la diagonale : on multiplie par √2
de la diagonale vers le côté : on divise par √2
l'aire d'un carré se lit directement sur sa diagonale
Dès qu'un angle de apparaît dans un triangle rectangle, ou qu'une droite fait avec un axe, le demi-carré est là.
On le trouve aussi aux quatre coins d'un octogone régulier, et dans un carré posé sur sa pointe.
Un carré a une diagonale de . Quelle est son aire ?
Voir la réponse et le corrigé
. . Inutile de calculer le côté : son carré vaut de toute façon .
La moitié de la diagonale n'est pas le côté.
Diviser par donne la demi-diagonale, c'est-à-dire la distance du centre au sommet.
Geste 3 — Le demi-équilatéral : 30°, 60°, 90°
Coupez un triangle équilatéral de côté par sa hauteur : vous obtenez deux triangles d'angles , , .
Le petit côté vaut , l'hypoténuse . Pythagore donne le troisième : .
face à 30°, face à 60°, face à 90°
C'est la règle du formulaire : le côté opposé à l'angle de vaut la moitié de l'hypoténuse. Retenez l'ordre : le plus petit angle fait face au plus petit côté.
L'examen cache aussi ce triangle sans écrire ses angles. Trois indices doivent vous alerter :
un triangle rectangle dont l'hypoténuse vaut le double d'un côté
des angles dans ce rapport, donc , ,
une distance au centre d'un cercle égale à deux rayons, avec une tangente
Dans un triangle rectangle, un angle vaut et le côté qui lui est opposé mesure . Que vaut l'hypoténuse ?
Voir la réponse et le corrigé
. Le côté face à vaut , donc , et l'hypoténuse .
Geste 4 — L'équilatéral, et l'hexagone qu'il construit
Les trois côtés sont égaux, les trois angles valent . Sa hauteur est le grand côté du demi-équilatéral, donc tout se déduit du côté :
la hauteur
l'aire : la moitié de a × h
le centre est aux deux tiers de chaque hauteur : rayon du cercle circonscrit = deux fois celui du cercle inscrit
le rayon du cercle circonscrit, soit les deux tiers de h
Comme tout triangle de forme fixée — le demi-carré et le -- aussi —, l'équilatéral est déterminé par une seule donnée : son aire donne son côté, donc son périmètre.
Et un hexagone régulier se découpe en six triangles équilatéraux de même côté, réunis au centre.
six équilatéraux de côté a
la boîte rectangulaire qui entoure l'hexagone posé sur un côté
Un hexagone régulier a un périmètre de . Quelle est son aire ?
Voir la réponse et le corrigé
. Le côté vaut . Chacun des six équilatéraux a une aire de , et .
Une corde égale au rayon forme un équilatéral avec les deux rayons menés à ses extrémités. Elle est donc toujours vue du centre sous .
Geste 5 — L'isocèle : deux côtés égaux, deux angles égaux
Deux côtés égaux, c'est la même chose que deux angles égaux : les angles à la base. Le troisième sommet s'appelle le sommet principal.
La hauteur issue de ce sommet est aussi médiane et bissectrice : elle coupe l'isocèle en deux triangles rectangles égaux.
l'angle au sommet à partir d'un angle à la base
l'angle à la base à partir du sommet
demi-base 4 et côté 5 : le triplet 3-4-5
demi-base 5 et côté 13 : le triplet 5-12-13
Les isocèles de l'examen sont souvent cachés. Cherchez-les partout où deux longueurs sont égales : deux rayons d'un même cercle, deux segments marqués d'un même trait, un point équidistant de deux autres, les côtés d'un losange, les diagonales d'un rectangle qui se coupent en leur milieu.
Un angle donné, deux triangles possibles.
Tant que l'énoncé ne dit pas si l'angle est au sommet ou à la base, les deux cas restent possibles. Un angle obtus, lui, ne peut être qu'au sommet.
Dans un triangle isocèle, l'angle au sommet vaut . On prolonge la base au-delà d'un de ses sommets. Quel angle extérieur obtient-on ?
Voir la réponse et le corrigé
. Les angles à la base valent , et l'angle extérieur est leur supplémentaire : .
Geste 6 — Chercher le triangle caché
Beaucoup de questions ne montrent aucun triangle. Le geste est toujours le même : tracer le segment qui en fait apparaître un, rectangle de préférence.
abaisser les hauteurs depuis la petite base
dans un repère : l'écart horizontal et l'écart vertical sont les deux côtés de l'angle droit
la grande diagonale d'un pavé ; pour un cube d'arête a, elle vaut a√3
on déroule la surface : un chemin qui monte en tournant devient l'hypoténuse d'un rectangle
Quelle est la distance entre les points et ?
Voir la réponse et le corrigé
. Les écarts valent et : le triplet 6-8-10.
Les exercices ci-dessous vérifient un geste chacun. L'unité suivante résout six questions avec vous, pas à pas ; les séries, ensuite, mélangent les gestes comme le fait l'examen.
Exercices
Exercice 1
Dans un triangle rectangle, l'hypoténuse mesure et un côté de l'angle droit mesure . Que vaut le troisième côté ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : A
Corrigé :
on soustrait : 17 est l'hypoténuse
le triplet 8-15-17
La bonne réponse : « ». « » additionne les carrés alors que est déjà l'hypoténuse. « » et « » soustraient ou additionnent les longueurs elles-mêmes.
Exercice 2
La diagonale d'un carré mesure . Quelle est l'aire du carré ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : C
Corrigé :
la diagonale vaut côté × √2
l'aire
même résultat par d²/2
La bonne réponse : « ». « » est le carré de la diagonale, qu'il faut encore diviser par . « » divise par , comme si la moitié de la diagonale était le côté.
Exercice 3
Dans un triangle aux angles de , et , le plus petit côté mesure . Quel est le périmètre du triangle ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : A
Corrigé :
le plus petit côté est face à 30°
la somme des trois côtés
La bonne réponse : « ». « » confond avec le demi-carré. « » oublie l'hypoténuse et compte deux fois le petit côté.
Exercice 4
La hauteur d'un triangle équilatéral mesure . Quelle est son aire ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : B
Corrigé :
le côté à partir de la hauteur
base × hauteur ÷ 2
La bonne réponse : « ». « » oublie de diviser par . « » élève la hauteur au carré, et « » prend .
Exercice 5
Un triangle isocèle a un angle de . Laquelle des mesures suivantes ne peut pas être celle d'un autre de ses angles ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : D
Corrigé :
premier cas
second cas
La bonne réponse : « ». Les deux triangles possibles ont pour angles ou : , et y figurent tous, jamais .
Exercice 6
Quelle est la distance entre les points et ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : C
Corrigé :
les deux écarts
le triplet 6-8-10
La bonne réponse : « ». « » additionne les écarts au lieu de leurs carrés. « » calcule l'écart horizontal en oubliant le signe de , soit .
Exercice 7
Rectangle ou pas ? Rangez chaque triangle, donné par ses trois côtés.
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : — Rectangle · — Rectangle · — Rectangle · — Rectangle · — Pas rectangle · — Pas rectangle · — Pas rectangle · — Pas rectangle
Corrigé :
on compare la somme des carrés des deux petits côtés au carré du plus grand
le triplet le moins connu de la liste
une racine ne change rien à la règle
presque 5-12-13, mais pas tout à fait
Seul le plus grand côté peut être l'hypoténuse : c'est lui qu'on met au carré à droite.
Exercice 8
Associez chaque triangle à ce qu'il faut en retenir.
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : — · — · équilatéral de côté — hauteur · isocèle — hauteur
Corrigé :
le demi-équilatéral
le demi-carré
la hauteur de l'isocèle coupe la base 8 en deux moitiés de 4
Quatre faits, et presque toutes les questions du chapitre s'y ramènent.
Exercice 9
Rangez ces figures de la plus petite aire à la plus grande.
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : équilatéral de côté · carré de diagonale · hexagone régulier de côté · triangle rectangle de côtés
Corrigé :
l'équilatéral
le carré, par sa diagonale
six équilatéraux de côté 2
les deux côtés de l'angle droit
Retenez : c'est lui qui permet de comparer une aire en à un entier.
Exercice 10
Complétez.
Dans un triangle d'angles 30°, 60° et 90°, l'hypoténuse mesure 14. Le côté opposé à l'angle de 30° mesure ____, et le carré du troisième côté vaut ____.
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : Dans un triangle d'angles 30°, 60° et 90°, l'hypoténuse mesure 14. Le côté opposé à l'angle de 30° mesure 7, et le carré du troisième côté vaut 147.
Corrigé :
la règle du formulaire
Pythagore ; le côté vaut donc 7√3
Le troisième côté mesure , et son carré .
Exercice 11
Dans un triangle rectangle, les côtés de l'angle droit mesurent et . Que vaut l'hypoténuse ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : 39
Corrigé :
un facteur commun 3
le triplet 5-12-13, remultiplié
. Sans diviser, il faudrait : juste, mais long. Le piège : , qui additionne les longueurs.
Exercice 12
La diagonale d'un carré mesure . Alors son côté mesure .
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : Faux
Corrigé :
on divise par √2, pas par 2
la comparaison
Faux : le côté vaut . est la demi-diagonale, la distance du centre à un sommet.
Exercice 13
Un triangle équilatéral a des côtés de . Que vaut le carré de sa hauteur ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : 75
Corrigé :
la hauteur coupe la base en deux moitiés de 5
ou par la règle : h = a√3 / 2
. Le piège : , ou — la demi-base vaut , et c'est son carré qu'on retire.
Exercice 14
Un triangle isocèle a des côtés de , et . Quelle est son aire ?
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : 120
Corrigé :
la hauteur coupe la base en deux moitiés de 8 : le triplet 8-15-17
base fois hauteur, divisé par 2
. Le piège : prendre la base entière, . La hauteur coupe la base en deux.
Exercice 15
La distance entre les points et vaut .
Voir la réponse et le corrigé
Réponse : Vrai
Corrigé :
les deux écarts, côtés de l'angle droit
le triplet 5-12-13
Vrai. Le chemin en escalier ferait ; la ligne droite est l'hypoténuse.