Exemple de réalisation 1 009 Droites remarquables du triangle Identification Imagiciel Modalité Vidéoprojection Thème abordé Droites remarquables du triangle Niveau Cycle 4 Prérequis Objectif Médiatrices Médianes Hauteurs Illustrer une propriété Réalisation technique Difficulté : Vue(s) : Fichier(s) 2 Captures d'écran 3 Commentaires http://url.univ-irem.fr/er35 Type QR Code Graphique Algèbre Tableur Cas 3D droites_remarquables.ggb Intérêt pédagogique : Ce fichier peut être projeté en fin d'activité pour effectuer la synthèse des résultats obtenus, ou bien en début d'activité pour susciter le débat. Exploitation possible en classe : Ce fichier permet d'afficher, au choix, les hauteurs, les médiatrices et les médianes d'un triangle quelconque. Le dynamisme de la figure autorise l'enseignant à explorer certaines configurations particulières. Droites remarquables du triangle 71 Cette figure peut aussi être utilisée dans les autres classes du collège ou du lycée afin de réactiver les connaissances des élèves sur les droites remarquables du triangle. 4 Réalisation technique ➊ Le triangle, ses médiatrices et son cercle circonscrit , construire un triangle ABC . • Avec l'outil , nommer A ' , B ' et C ' les milieux respectifs des côtés [BC ], [AC ] et [AB ]. • En utilisant l'outil • Utiliser l'outil pour construire les médiatrices des côtés [AB ], [BC ] et [AC ]. • À l'aide de l'outil ou , nommer O le point d'intersection des médiatrices de [AB ] et de [AC ]. • Tracer le cercle de centre O et passant par A avec l'outil • Avec l'outil . , construire les segments [AC ' ], [C ' B ], [B A ' ], [A 'C ], [C B ' ] et [B ' A] (ceux-ci viennent se placer au-dessus des côtés déjà construits du triangle). B • Sélectionner les segments [AC ' ] et [C ' B ] (par exemple, depuis la vue Algèbre à l'aide de la touche Ctrl ) et, dans le panneau des propriétés, appliquer un codage identique à ces deux segments. A' C' O C • Recommencer la procédure avec les segments [B A ' ] et [A 'C ], puis avec les segments [C B ' ] et [B ' A], en appliquant un codage différent à chaque fois. A B' ➋ Le codage des angles droits formés par les médiatrices et les côtés du triangle ' O, B On pourrait se contenter de construire les angles AC A 'O et C B 'O. Mais, à l'usage, on s'aperçoit qu'il n'est pas forcément très esthétique que ces angles voient leur taille varier (et devenir très petite) lorsqu'on déplace les sommets du triangle. En effet, dans GeoGebra, on peut indiquer la taille maximale souhaitée pour une marque d'angle, mais le logiciel adapte ensuite cette taille en fonction de la distance séparant les points désignés pour créer l'angle : plus la distance est courte, plus la marque d'angle est petite. Pour notre figure, nous allons faire en sorte que la taille des marques d'angles ne soit pas influencée par la distance entre les milieux des côtés du triangle et le centre du cercle circonscrit. Pour cela, il suffit de créer, pour un milieu donné d'un côté du triangle, un point situé à une distance fixe de celui-ci, sur la médiatrice passant par ce milieu. • Pour créer le point U sur la médiatrice de [BC ] situé à 5 unités du point A ' , inscrire dans le champ de saisie : U=A'+5VecteurUnitaire[Segment[A',O]]. • De la même façon, pour créer le point V sur la médiatrice de [AC ] situé à 5 unités du point B ' , inscrire dans le champ de saisie : V=B'+5VecteurUnitaire[Segment[B',O]]. • Le point W sur la médiatrice de [AB ] et situé à 5 unités du point C ' est défini ainsi : W=C'+5VecteurUnitaire[Segment[C',O]]. 72 REM T CE commission inter • À l'aide de l'outil , construire les angles à AC 'W , B A 'U et C B 'V : dans l'onglet Basique de leur panneau des propriétés, choisir une mesure comprise entre 0° et 180°, vérifier que la case Marquer l'angle droit est bien cochée et décocher la case Afficher l'étiquette. • Cacher les points U , V et W . ➌ Les médianes • Utiliser l'outil • À l'aide de l'outil pour construire les droites (A A ' ), (B B ' ) et (CC ' ). ou , nommer G le point d'intersection des médianes relatives aux côtés [AB ] et [AC ]. ➍ Les hauteurs • Utiliser l'outil • À l'aide de l'outil pour construire les hauteurs du triangle. ou , nommer H le point d'intersection des hauteurs relatives aux côtés [AB ] et [AC ]. • En utilisant l'outil ou l'outil , nommer H1 , H2 et H3 les pieds des hauteurs issues respectivement de A, B et C (choisir les intersections avec les droites (AB ), (AC ) et (BC ) et non avec les côtés du triangle). ➎ Le codage des angles droits formés par les hauteurs et les côtés du triangle Cette fois-ci, on souhaite que la taille des marques d'angles soit constante, quelle que soit la position des sommets du triangle. Pour ce faire, on applique la même technique que celle étudiée pour la création des angles droits entre les médiatrices et les côtés du triangle, et on crée également un point supplémentaire sur chaque côté du triangle, situé à distance constante du pied de la hauteur. H''3 • À l'aide du champ de saisie, créer les points H1' , H2' et H3' appartenant respectivement aux droites (H H1 ), (H H2 ) et (H H3 ) de la façon suivante : B H'_1=H_1+5VecteurUnitaire[Segment[H_1,H]] H'2 H1 H3 H'_2=H_2+5VecteurUnitaire[Segment[H_2,H]] H H'3 H''1 C H'_3=H_3+5VecteurUnitaire[Segment[H_3,H]] H''2 H'1 A H2 • Pour créer le point H1'' sur la droite (BC ) et situé à 5 unités du point H1 , inscrire dans le champ de saisie : H''_1=H_1+5VecteurUnitaire[Segment[B,C]]. • Pour créer le point H2'' sur la droite (AC ) et situé à 5 unités du point H2 , inscrire dans le champ de saisie : H''_2=H_2+5VecteurUnitaire[Segment[A,C]]. • Pour créer le point H3'' sur la droite (AB ) et situé à 5 unités du point H3 , inscrire dans le champ de saisie : H''_3=H_3+5VecteurUnitaire[Segment[A,B]]. Droites remarquables du triangle 73 ' '' á ' '' ' '' á , construire les angles Há 1 H1 H1 , H2 H2 H2 et H3 H3 H3 : dans l'onglet Basique de leur • À l'aide de l'outil panneau des propriétés, choisir une mesure comprise entre 0° et 180°, vérifier que la case Marquer l'angle droit est bien cochée et décocher la case Afficher l'étiquette. • Cacher les points H1' , H1'' , H2' , H2'' , H3' et H3'' . ➏ Les cases à cocher • Avec l'outil Cacher les médiatrices , créer quatre cases à cocher et nommer cercle, hauteurs, médianes et médiatrices les booléens associés à ces cases. Cacher le cercle circonscrit Montrer les médianes Montrer les hauteurs Dans la boîte de sélection des objets à afficher/cacher, sélectionner : – Case hauteurs : les trois hauteurs, les points H , H1 , H2 , H3 , les trois angles droits aux pieds des hauteurs ; – Case cercle : le cercle circonscrit au triangle ABC ; – Case médiatrices : les trois médiatrices, le booléen cercle, le point O et les trois angles droits ayant pour sommets les milieux des côtés du triangle ; – Case médianes : les trois médianes et le point G. • On souhaite également que les points A ' , B ' et C ' ainsi que les segments [AC ' ], [C ' B ], [B A ' ], [A 'C ], [C B ' ] et [B ' A] soient rendus visibles lorsque les cases médiatrices ou médianes sont cochées et soient invisibles sinon. – sélectionner ces trois points et ces six segments (par exemple, depuis la vue Algèbre à l'aide de la touche Ctrl ) et ouvrir leur panneau des propriétés ; – dans l'onglet Avancé , inscrire dans le champ Condition pour afficher l'objet : médiatrices || médianes. • Pour faire en sorte que le cercle circonscrit au triangle ABC disparaisse automatiquement lorsque la case médiatrices est décochée, on affecte un script à cette case. – ouvrir le panneau des propriétés de la case médiatrices ; – dans l'onglet Script , onglet Par actualisation, inscrire : SoitValeur[cercle,0] – valider en cliquant sur le bouton 74 REM T CE commission inter OK . ➐ Les droites (AB ), (AC ) et (BC ) A Considérons, par exemple, le point H1 , pied de la hauteur issue de A. Selon la position des sommets du triangle, le point H1 peut appartenir au segment [BC ], ou bien être situé à l'extérieur de ce segment, sur la droite (BC ). Dans ce cas, il paraît opportun de rendre la droite (BC ) visible, et ce, de façon automatique. À partir des objets déjà construits, une condition pour rendre la droite (BC ) visible apparaît rapidement : le point H1 n'appartient C H1 B ou AC plus au segment [BC ] lorsque les angles géométriques ABC B sont obtus. En se basant sur cette condition angulaire, et en prenant également en compte la visibilité des hauteurs, il devient désormais relativement simple d'afficher ou non la droite (BC ). Nous modifierons aussi la visibilité des droites (AB ) et (AC ) en adaptant la condition angulaire. • À l'aide de l'outil , AC , construire les angles ABC B et B AC . On les nommera respectivement angle_{ABC}, angle_{ACB} et angle_{BAC}. • Ouvrir le panneau des propriétés de ces angles, et, dans l'onglet Basique, décocher Afficher l'objet et sélectionner une mesure d'angle compris entre 0° et 180°. • Utiliser l'outil pour construire les droites (AB ), (BC ) et (AC ). • Ouvrir le panneau des propriétés de la droite (BC ) et, dans l'onglet Avancé , inscrire dans le champ Condition pour afficher l'objet : ((angle_{ABC} > 90°) || (angle_{ACB} > 90°)) && hauteurs. • De la même façon, dans l'onglet Avancé du panneau des propriétés de la droite (AB ), inscrire dans le champ Condition pour afficher l'objet : ((angle_{BAC} > 90°) || (angle_{ABC} > 90°)) && hauteurs. • Enfin, dans l'onglet Avancé du panneau des propriétés de la droite (AC ), inscrire dans le champ Condition pour afficher l'objet : ((angle_{BAC} > 90°) || (angle_{ACB} > 90°)) && hauteurs. ➑ Finalisation • Colorier les différents éléments de la figure en prenant soin d'attribuer une couleur, identique à celle des côtés du triangle, aux segments portant un codage. • Il est possible de déplacer les cases à cocher dans la vue Graphique 2 : – faire apparaître la vue Graphique 2 : Affichage · Graphique 2 ; – dans le panneau des propriétés des cases à cocher, onglet Avancé , décocher Graphique et cocher Graphique 2 . • Appliquer la technique de la fiche Rendre dynamique la légende d'une case à cocher (ou d'un bouton, ou ...) (page 723) pour modifier dynamiquement la légende des cases à cocher. Droites remarquables du triangle 75