Les mathématiciens utilisent souvent les propriétés connues de différentes formes pour les aider à résoudre des problèmes. Dans cet article, nous allons explorer la forme classique et courante à trois côtés, le triangle. Tu seras peut-être surpris de voir un article entièrement consacré aux triangles, mais il s'agit d'un vaste sujet qui comporte de nombreux détails intéressants à découvrir ! Commençons par définir ce que nous entendons par triangle.
Le terme "triangle" lui-même est une combinaison de deux mots : tri (qui signifie trois) et angle (un espace formé par la rencontre de deux lignes). Nous pouvons utiliser cette compréhension pour aborder notre définition d'un triangle :
Les triangles sont des formes à trois côtés. Comme ils ont trois côtés, ils ont aussi trois angles.
Les triangles étaient autrefois appelés trigones. Cependant, ce terme a été remplacé par le terme plus courant de triangle.
Voyons maintenant ce que nous entendons par triangle. Chaque triangle a trois côtés et trois arêtes ou coins, que l'on appelle les sommets.
La figure ci-dessous montre un triangle, . Nous pouvons écrire pour désigner le triangle . Maintenant, a trois sommets A, B et C. Il a également trois côtés : AB, BC et CA.
Exemple de triangle - StudySmarter Originals
Angles dans les triangles
Comme l'illustre l'image ci-dessus, les triangles ont trois angles. Si nous découpions chacun de ces angles dans le triangle et les alignions les uns à côté des autres, nous pourrions remarquer que les trois angles formeraient une ligne droite. Rappelle-toi que la somme des angles sur une ligne droite est de 180 degrés. Par conséquent, nous pouvons dire que la somme des angles d'un triangle est de 180 degrés.
Par conséquent, si les trois angles du triangle sont , et , on peut dire que :
C'est un fait important, car nous pouvons l'utiliser pour aider à déterminer les angles manquants dans un triangle. C'est ce que nous allons faire dans l'exemple suivant :
Supposons que nous ayons un triangle avec des angles et . Détermine le troisième angle.
Solution :
Désignons l'angle manquant par . Puisque la somme des trois angles d'un triangle est égale à nous pouvons dire :
Par conséquent ,
.
En soustrayant des deux côtés, on obtient :
Par conséquent, l'angle manquant est .
Surface des triangles
Nous allons maintenant parler de la recherche de l'aire d'un triangle.
La surface d'une forme est l'espace qu'elle occupe. Elle est mesurée en unités carrées (m2 ou ft2).
Il existe une formule qui nous permet de calculer l'aire d'un triangle donné. Il s'agit de :
Il suffit donc de connaître la base et la hauteur pour calculer l'aire du triangle. Lorsque nous parlons de la hauteur, nous parlons de la hauteurperpendiculaire mesurée à partir de la base. La hauteur et la base doivent donc former un angle droitl'une par rapport à l'autre, comme le montre le schéma ci-dessous.
Triangle ACB avec hauteur perpendiculaire DC illustrée - StudySmarter Originals
Dans le triangle ACB, nous avons une base de et la hauteur de . Nous pouvons également voir que est perpendiculaire à (). Donc, si nous mesurons leurs longueurs, nous pouvons calculer l'aire de ce triangle à l'aide de la formule.
Rappelle-toi que la surface est mesurée en unités carrées. Donc, si la hauteur et la base sont mesurées en centimètres (), la surface sera mesurée en centimètres carrés ().
Supposons que la base d'un triangle soit et que la hauteur soit . Calcule la surface du triangle.
Solution :
En utilisant le fait que :
On peut dire que :
Par conséquent, l'aire de ce triangle est .
Le périmètre des triangles
En plus de l'aire des triangles, on nous demande souvent de calculer le périmètre. Le périmètre est la somme de toutes les longueurs des côtés du triangle. Pour obtenir le périmètre, il faut donc additionner les longueurs des côtés.
La formule du périmètre d'un triangle peut s'écrire comme suit :
Où , , et sont les longueurs de chacun des trois côtés du triangle. Voyons comment utiliser cette formule dans un exemple de problème.
Si nous avons un triangle dont les côtés sont , et quel serait le périmètre ?
Solution :
En utilisant la formule du périmètre, nous obtenons ceci :
Le périmètre de ce triangle serait donc .
Types de triangles
Il existe différents types de triangles qui se caractérisent par des propriétés spécifiques. Nous allons discuter des propriétés de quatre types de triangles plus en détail, y compris :
Les triangles équilatéraux sont composés de trois côtés égaux et de trois angles égaux, ce qui permet d'expliquer le nom d'équilatéral. Rappelle-toi que la somme des trois angles d'un triangle est de . Puisque le triangle équilatéral a trois angles égaux, nous pouvons dire que chaque angle est égal à . , calculé par : . Si nous avons un triangle dont nous savons que chaque angle est égal à on peut dire qu'il s'agit d'un triangle équilatéral.
La figure ci-dessous montre un exemple de triangle équilatéral. Note que les tiques sur chaque côté de ce triangle sont là pour montrer que chacun des côtés est de longueur égale.
Triangle équilatéral ABC - StudySmarter Originals
Triangles isocèles
Isocèle est un mot amusant à prononcer, mais que signifie-t-il ? Les triangles isocèles sont des triangles ayant deux côtés égaux et donc deux angles égaux. Ainsi, une caractéristique utile des triangles isocèles est qu'il suffit de connaître la taille de l'un des angles pour pouvoir calculer les deux autres ! Nous en verrons un exemple plus loin.
Voici un exemple de triangle isocèle. Note que les coches sur deux des côtés montrent que ces deux côtés sont de longueur égale.
Exemple de triangle isocèle - StudySmarter Originals
Triangles scalènes
Nous savons donc qu'un triangle équilatéral a trois côtés égaux et qu'un triangle isocèle a deux côtés égaux. Peux-tu deviner ce qu'est un triangle scalène ? Les triangles scalènes n'ont pas de côtés égaux ni d'angles égaux.
Tu trouveras ci-dessous un exemple de triangle scalène. Cette fois-ci, il n'y a pas de tiques sur les côtés parce qu'aucun des côtés n'est le même !
Exemple de triangle scalène - StudySmarter Originals
Triangles rectangles
Nous avons également un type spécial de triangle, qui est plutôt classé par les propriétés de ses angles. Si l'un des angles du triangle est un angle droit, c'est-à-dire qu'il estle triangle est un triangle rectangle. Ce type de triangle est particulièrement utile dans l'étude de la trigonométrie. Tu trouveras ci-dessous un exemple de triangle rectangle :
Exemple de triangle rectangle - StudySmarter Originals
Maintenant, si nous avons un triangle rectangle, par définition, le triangle est aussi soit un triangle isocèle, soit un triangle scalène. Jette un coup d'œil à l'exemple ci-dessous pour comprendre pourquoi :
Supposons que les trois angles d'un triangle soient , et . Dans ce cas, comme l'un des angles est un angle droit, il s'agit d'un triangle rectangle. Cependant, comme les trois angles sont différents, il s'agit également d'un triangle scalène.
Supposons maintenant que nous ayons un autre triangle rectangle avec des angles de , et . Dans ce cas, il s'agit d'un triangle rectangle et également d'un triangle isocèle car deux des angles sont identiques.
Cependant, il n'est pas possible qu'un triangle soit à la fois équilatéral et rectangle. Pour répondre à la définition d'un triangle équilatéral, tous les angles doivent être identiques, et pour répondre à la définition d'un triangle rectangle, l'un des angles doit être . Cela signifie que le triangle doit avoir trois angles decomme suit :
Cependant, la somme des angles d'un triangle doit être égale à ! Ainsi, les triangles rectangles peuvent également être classés comme isocèles ou scalènes.
Théorème de Pythagore
Un théorème important et bien connu sur les triangles rectangles est le théorème de Pythagore, qui concerne les côtés des triangles rectangles. Ce théorème est très utile car il nous permet de trouver la longueur d'un côté manquant d'un triangle rectangle si nous connaissons déjà les deux autres côtés.
Triangle rectangle et théorème de Pythagore - StudySmarter Originals
Pour le triangle rectangle ci-dessus, dont les côtés sont marqués par, , et , le théorème donne la formule suivante :
Le côté désigné par est appelé l'hypoténuse du triangle. Prenons maintenant un exemple rapide pour voir comment fonctionne le théorème de Pythagore.
Supposons que nous ayons le triangle ci-dessous. Calcule la taille de la dimension étiquetée :
Triangle rectangle avec côté manquant - StudySmarter Originals
Solution :
Pour ce triangle rectangle, nous pouvons voir que est l'hypoténuse, nous l'appelons donc pour correspondre à notre formule. Nous allons donc étiqueter les autres côtés de la façon suivante et .
En appliquant le théorème de Pythagore, nous pouvons dire que :
Maintenant, en substituant nos valeurs de ,et , nous obtenons :
En prenant la racine carrée des deux côtés,
Par conséquent, la longueur de l'hypoténuse du triangle est de .
Lorsque nous avons des valeurs entières pour les trois côtés d'un angle droit, les longueurs des côtés sont ensemble connues sous le nom de Triple de Pythagore.
Exemples de triangles
Nous allons maintenant passer en revue quelques exemples de problèmes concernant les triangles pour tester ta compréhension !
Un triangle a deux angles et . Montre que ce triangle est rectangle.
Solution :
Définissons d'abord l'angle manquant comme étant . Puisque la somme des angles d'un triangle est égale à nous avons :
Par conséquent,
En soustrayant des deux côtés, on obtient
.
Ainsi, l'angle manquant est qui est un angle droit. Nous savons donc qu'il s'agit d'un triangle rectangle.
Dans le triangle isocèle ci-dessous nous savons que et . Détermine la taille des deux autres angles.
Exemple de triangle : trouver l'angle manquant - StudySmarter Originals
Solution :
Puisque , nous savons que. Maintenant, puisque la somme des angles d'un triangle est égale à nous pouvons dire :
.
Par conséquent ,
En soustrayant des deux côtés, nous obtenons :
Donc , et
Dans le triangle ci-dessous, est équilatéral et . Calcule la taille de et .
Exemple de triangle : trouver les angles manquants - StudySmarter Originals
Solution :
Tout d'abord, puisque est équilatéral, nous pouvons dire que chacun des angles qu'il contient est . Donc , .
Puisque la somme des angles sur une ligne droite est égale à , nous avons :
id="5220681" role="maths"
Avec ces informations, nous pouvons calculer :
id="5220682" role="maths"
En soustrayant des deux côtés, nous obtenons :
.
Donc et .
Un triangle isocèle donné a un angle de . Trouve deux possibilités pour la taille de ses deux autres angles.
Solution :
Tout d'abord, puisqu'il est isocèle, deux des angles doivent être identiques. Si l'un des angles est alors l'un des autres angles pourrait être pour respecter cette propriété. Dans ce cas, le troisième et dernier angle serait donc par le calcul suivant :
Ainsi, notre triangle isocèle pourrait avoir des angles : .
Un autre scénario possible est qu'un seul des angles est . Dans ce cas, les deux autres angles doivent être identiques. Puisque la somme des angles d'un triangle est égale à les deux autres angles doivent être égaux à :
.
Puisque les deux angles restants sont tous les deux identiques, ils seraient chacun :
.
Par conséquent, notre triangle isocèle pourrait aussi avoir des angles : .
Les deux possibilités sont donc : ou .
Triangles - Points clés
Les triangles sont des formes ayant trois côtés et trois angles.
Chaque triangle a trois côtés et trois arêtes ou coins, appelés sommets.
La somme des trois angles d'un triangle est de 180 degrés.
La formule suivante permet de calculer la surface d'un triangle :
Les quatre principaux types de triangles sont : équilatéral, isocèle, scalène et rectangle.
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Lily Hulatt
Digital Content Specialist
Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models’ (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.