GÉOMÉTRIE ▷ GM.01 Objets et notations ▷ GM.02 Les instruments de dessin ▷ GM.03 Tracer 2 droites perpendiculaires ▷ GM.04 Tracer 2 droites parallèles ▷ GM.05 Les polygones ▷ GM.06 Les quadrilatères ▷ GM.07 Les carrés ▷ GM.08 Les rectangles ▷ GM.09 Les triangles ▷ GM.10 Le cercle ▷ GM.11 Les solides ▷ GM.12 Construire des solides ▷ GM.13 Les angles ▷ GM.14 La symétrie ▷ GM.15 Réduire / agrandir ▷ GM.16 Programmes de construction GM.01 1 LE OBJETS ET NOTATIONS POINT Un point est un endroit précis du plan. ● On le repère souvent avec une croix (×). ● On le nomme avec une lettre majuscule. 2 LA ➢ Exemples : × A × B × C LIGNE ET LA DROITE Une ligne est une suite continue de points. On la trace sans lever le crayon. ● une ligne peut être courbe : ● Une ligne peut être droite. Dans ce cas, on la trace avec une règle. ● On nomme une droite entre parenthèses, soit avec une lettre minuscule, soit avec le nom de deux de ses points. ➢ Exemple : B × A × 3 LE (d) On peut appeler cette droite : (d) ou (AB) SEGMENT Un segment est une portion de droite limitée par deux points appelés extrémités. ● On nomme un segment à l'aide du nom de ses extrémités, entre crochets. ➢ Exemples : B × A × C × Le segment [AB] 4 D × Le segment [CD] INTERSECTION On appelle point d'intersection le point où deux objets (droite, segment, ...) se croisent (se coupent). Le point d'intersection appartient aux deux objets à la fois. ➢ Le point M est l'intersection de la droite (d) et du segment [AB]. (d) M A B GM.02 1 LA LES INSTRUMENTS DE DESSIN RÈGLE La règle permet de tracer des droites et des segments. ● Pour tracer une droite passant par deux points, il faut placer la règle juste en-dessous des deux points et tracer sans la faire bouger. 2 L'ÉQUERRE Avec une équerre, on peut : ➢ ➢ vérifier qu'un angle est droit (voir GM.03 et GM.13 ) Dans une équerre, il y a un seul angle droit construire un angle droit. 3 LE COMPAS Le compas sert à : ➢ 4 dessiner des cercles ou des arcs de cercle LE ➢ reporter des longueurs. CALQUE Le calque sert à reproduire un dessin ou à comparer des figures. Pour décalquer un dessin, il faut : ● ● ● tracer une première fois sur le calque 1 2 retourner le calque et repasser sur l'envers au brouillon (le dessin est retourné) retourner à nouveau le calque et repasser sur l'endroit. 3 5 LE GABARIT Un gabarit, c'est un modèle de l'objet que l'on veut reproduire, découpé dans une feuille de papier épais. Il permet de reproduire la même forme autant de fois que l'on veut. GM.03 TRACER 2 DROITES PERPENDICULAIRES DÉFINITION 1 Deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en formant un angle droit (voir GM.13 ). On vérifie qu'un angle est droit avec une équerre. (d) (f) (e) (g) Les droites (d) et (e) ne sont pas perpendiculaires MÉTHODE 2 (h) (i) Les droites (f) et (g) ne sont pas perpendiculaires Les droites (h) et (i) sont perpendiculaires DE TRACÉ AVEC LA RÈGLE ET L'ÉQUERRE Je veux tracer la droite perpendiculaire à la droite (d1) et passant par le point A. A A (d1) A (d1) 1) Je place la règle sur la droite (d1). (d1) 3) Je fais glisser l'équerre sur larègle, jusqu'à ce que le deuxième côté de l'angle droit passe par le point A. 2) Je place un côté de l'équerre sur la règle. (d2) A (d1) A (d1) 4) Je trace la droite perpendiculaire. 5) Je prolongela droite perpendiculaire. Je marque l'angle droit. Ladroite(d2) est perpendiculaireà(d1) et passepar A. GM.04 1 TRACER 2 DROITES PARALLÈLES DÉFINITION Deux droites sont parallèles quand elles ne se coupent jamais, même si on les prolonge au-delà de la feuille. Elles ont la même direction. (f) (i) (d) (h) (g) (e) Les droites (d) et (e) se coupent : elles ne sont pas parallèles. 2 MÉTHODE Les droites (f) et (g) ne se coupent pas dans la feuille, mais vont se couper si on les prolonge : elles ne sont pas parallèles. Les droites (h) et (i) sont parallèles. DE TRACÉ AVEC LA RÈGLE ET L'ÉQUERRE Je veux tracer la droite parallèle à la droite (d1) et passant par le point A. A A (d1) (d1) 1) Je place un côté de l'équerre sur la droite (d1). A (d1) 3) Je fais glisser l'équerre sur larègle, jusqu'à ce que le deuxième côté de l'angle droit passe par le point A. 2) Je place la règle sur l'autre côté de l'équerre. (d2) A A (d1) 4) Je trace la droite parallèle. (d1) 5) Je prolongela droite parallèle. Ladroite(d2) est parallèle à(d1) et passepar A. GM.05 1 LES POLYGONES DÉFINITIONS Une ligne brisée (ou polygonale) est une figure formée d'une suite de segments. ligne brisée (ouverte) Un polygone est une portion de plan limitée par une ligne brisée fermée. Chacun des côtés d'un polygone est un segment. ligne brisée fermée = polygone Ces formes ne sont pas des polygones. A On nomme un polygone en écrivant les lettres de tous ses sommets, dans l'ordre où on les rencontre en parcourant la ligne brisée. 2 LES Un polygone nommé ABCDE E C B D NOMS DES POLYGONES Les polygones qui ont... s'appellent... Les polygones qui ont... s'appellent... 3 côtés triangles 7 côtés heptagones 4 côtés quadrilatères 8 côtés octogones 5 côtés pentagones 9 côtés ennéagones 6 côtés hexagones 3 LES 10 côtés décagones POLYGONES RÉGULIERS Un polygone régulier est un polygone dont : ● tous les côtés ont le même longueur ● tous les angles ont la même mesure triangle régulier (équilatéral) quadrilatère régulier (carré) pentagone régulier hexagone régulier GM.06 1 LES QUADRILATÈRES RECONNAITRE UN QUADRILATÈRE Un quadrilatère est un polygone qui a 4 côtés. ● Il existe cinq familles de quadrilatères : carrés rectangles parallélogramm es losanges trapèze rectangle trapèze isocèle Trapèzes 2 VOCABULAIRE Les quadrilatères ont 4 côtés, 4 sommets, 2 diagonales, 4 angles. sommet côtés consécutifs côtés opposés angle diagonale 3 RELATIONS ENTRE LES QUADRILATÈRES QUADRILATÈRES 2 angles droits Trapèzes rectangles 4 angles droits Rectangles Les côtés ont tous la même longueur 2 côtés parallèles Trapèzes Les côtés opposés sont parallèles 2 par 2 Parallélogrammes Carrés 2 côtés opposés de même longueur Trapèzes isocèles 4 côtés de même longueur Losanges Les angles sont droits GM.07 1 PROPRIÉTÉS LES CARRÉS DU CARRÉ ● Le carré est un quadrilatère : il a 4 côtés. ● Le carré est régulier : ● tous ses côtés ont la même longueur ➢ tous ses angles sont égaux (ils sont tous droits) Les diagonales du carré : 2 ● ➢ ➢ ont la même longueur ➢ sont perpendiculaires ➢ se coupent en leur milieu CONSTRUCTION D'UN Avec la règle et l'équerre : ● ● ● ● ● ● ● 2 je trace la perpendiculaire au segment à une extrémité, je mesure la même longueur, je recommence pour les deux autres côtés du carré. 3 3 1 je trace un cercle, je trace deux diamètres perpendiculaires du cercle, 2 je relie les extrémités des diamètres. Avec la règle, l'équerre et le compas : ● 1 je trace un segment, je mesure sa longueur avec la règle, Avec le compas, la règle et l'équerre : ● ● CARRÉ je trace un segment, je mesure sa longueur avec la règle, 3 5 4 2 je trace la perpendiculaire 1 au segment à une extrémité, ● ● ● je reporte la longueur du segment avec le compas, je reporte à nouveau la longueur en partant de chaque extrémité déjà tracée, je relie les extrémités reportées. GM.08 PROPRIÉTÉS DU RECTANGLE ● Le rectangle est un quadrilatère : il a 4 côtés. ● Le rectangle a 4 angles droits. ● Le côté le plus long s'appelle longueur (L), le côté le plus court s'appelle largeur ( ● l long ueur large ur 1 LES RECTANGLES ). Les diagonales du rectangle : 2 ● ont la même longueur ● se coupent en leur milieu. CONSTRUCTION D'UN RECTANGLE On peut tracer un rectangle de longueur et de largeur données : ● Avec la règle et l'équerre : ● ● ● ● 1 je trace un segment, je mesure la longueur avec la règle, 2 je trace la perpendiculaire au segment à une extrémité, je mesure la largeur, 3 je recommence pour les deux autres côtés du rectangle. Avec le compas, la règle et l'équerre : ● je trace un cercle, ● je trace deux diamètres du cercle, ● je relie les extrémités des diamètres. 3 1 2 Avec la règle, l'équerre et le compas : ● ● ● ● ● je trace un segment, je mesure la longueur avec la règle, je trace la perpendiculaire au segment à une extrémité, je reporte la largeur du segment avec le compas, je reporte la longueur en partant de chaque extrémité déjà tracée, je relie les extrémités reportées. 3 5 4 2 1 GM.09 1 ● ● ● RAPPELS sommet Le triangle est un polygone à 3 côtés. Le triangle a aussi 3 sommets. Quand on trace un triangle sans se soucier de sa forme ou de la longueur de ses côtés, on dit qu'il s'agit d'un triangle quelconque. 2 ● LES TRIANGLES LES angle côtés TRIANGLES PARTICULIERS Le triangle isocèle Un triangle isocèle est un triangle qui a DEUX côtés de même longueur. ● Le triangle équilatéral Un triangle équilatéral est un triangle qui a TROIS côtés de même longueur. ● Le triangle rectangle Un triangle rectangle est un triangle qui a un angle droit (On l'appelle ainsi parce qu'il forme la moitié d'un rectangle). Cas particulier : triangle rectangle isocèle GM.10 1 ● ● LE CERCLE DÉFINITIONS Un cercle est l'ensemble des points situés à la même distance d'un point appelé centre. On appelle rayon un segment qui relie le centre et un point du cercle. C rayon O centre cercle ● ● ● Cercle C de centre O On appelle corde un segment qui relie deux points du cercle. On appelle diamètre une corde qui passe par le centre. La mesure du diamètre est le double de celle du rayon. Un arc de cercle est une portion de cercle délimitée par deux points. C B C F Dans le cercle C de centre O : G O ● [OA] est un rayon ● [BC] est une corde ● D ● A DE est un arc [FG] est un diamètre E 2 TRACER DES CERCLES Pour tracer un cercle, on utilise un compas : On écarte le compas de la valeur du rayon. On pique la pointe du compas On trace avec le crayon sans déplacer la pointe. sur le centre. GM.11 1 ● ● LES SOLIDES DÉFINITIONS Un solide est un objet délimité par une surface fermée. hauteur Un solide a trois dimensions : la longueur, la hauteur et la profondeur. longueur profondeur 2 ● ● ● LES POLYÈDRES arête Un polyèdre est un solide délimité par des surfaces planes (des polygones). Un polyèdre présente des faces, des arêtes et des sommets. face sommet Voici les principaux polyèdres : Solide Nom Caractéristiques Cube 6 faces carrées Pavé (parallélépipède rectangle) Pyramide Prisme 3 ● LES 6 faces rectangulaires 1 face polygonale les autres faces triangulaires 2 faces polygonales (bases) AUTRES SOLIDES Ils sont délimités par des surfaces courbes. Voici quelques exemples : Solide Nom Types de surfaces Sphère 1 surface courbe Cylindre 2 surfaces planes (bases) Cône 1 surface plane (base) 1 surface courbe GM.12 LES 1 ● ● CONSTRUIRE DES SOLIDES PATRONS Un solide est souvent constitué de faces planes, qu'il est possible de représenter sur une feuille de papier. Un patron est le dessin de ses faces, qui permet par pliage de reconstruire ce solide. ATTENTION : Certains solides ne peuvent pas être représentés par un patron (ex : sphère). 2 ● ● LE PATRON DU CUBE Un cube est constitué de 6 faces carrées identiques. Pour construire son patron, il faut « déplier » le cube pour représenter les 6 carrés à plat. 3 3 5 4 1 2 5 4 2 1 6 4 6 5 6 2 3 1 On numérote les faces. ● On ouvre le cube. On le déplie complètement. 4 Voici le patron obtenu : 5 6 2 3 1 ATTENTION : D'autres patrons sont possibles. Les patrons suivants par exemple : GM.13 1 LES ANGLES DÉFINITIONS Un angle est une mesure de l'ouverture entre deux demi-droites de même extrémité (les côtés de l'angle). ● On mesure l'ouverture d'un angle en degrés (°). ● Un angle droit mesure 90°. angle ● Un angle aigu mesure moins de 90°. droit ● Un angle obtus mesure plus de 90°. ● Un angle plat mesure 180°. ● angle aigu 2 COMPARER angle plat angle obtus DES ANGLES Pour comparer deux angles : angle 2 Par pliage ou découpage, on construit un gabarit, qui a la même ouverture que l'angle 1. ● On pose le gabarit sur l'angle 2. ● On voit si l'angle 2 est plus petit, plus grand ou égal à l'angle 1. ● angle 1 angle 2 angle 1 Pour savoir si un angle est droit, on utilise un gabarit particulier : l'équerre. 3 MESURER gabarit DES ANGLES Pour mesurer des angles, on utilise un rapporteur. GM.14 1 ● FIGURES LA SYMÉTRIE SYMÉTRIQUES Quand une figure géométrique peut être pliée, le long d'une droite, en deux parties superposables, on dit que cette figure est symétrique par rapport à la droite. ● On appelle cette droite axe de symétrie de la figure. ● Une même figure peut avoir plusieurs axes de symétrie. ➢ Exemples : Axe de symétrie Axe de symétrie Axe de symétrie 2 SYMÉTRIQUE D'UNE Axe de symétrie FIGURE PAR RAPPORT À UNE DROITE Tracer le symétrique d'une figure par rapport à une droite, c'est compléter la figure pour que la droite devienne axe de symétrie de l'ensemble. La figure symétrique est l'image de la figure de départ (comme dans un miroir). ● Sur un quadrillage : On peut construire l'image de chaque point en comptant les carreaux entre le point et l'axe de symétrie. L'image se trouve alors au même nombre de carreaux de l'autre côté de l'axe. Axe de symétrie ● Sans quadrillage : Pour chaque point, il faut construire l'image en traçant la perpendiculaire à l'axe de symétrie passant par le point. Axe de symétrie Il faut ensuite mesurer la distance du point à l'axe, puis la reporter de l'axe à l'image (on peut aussi utiliser un compas). GM.15 1 ● RÉDUIRE / RÉDUIRE / AGRANDIR AGRANDIR UNE FIGURE Réduire une figure, c'est diviser toutes ses longueurs par le même nombre. 6 cm 3 cm 4 cm :2 ● Agrandir une figure, c'est multiplier toutes ses longueurs par le même nombre. 9 cm 3 cm 2 cm x3 2 UTILISER UN QUADRILLAGE Pour réduire (ou agrandir) plus facilement une figure, on peut utiliser un quadrillage. Il suffit ensuite de reproduire la même figure dans un quadrillage réduit (ou agrandi). GM.16 1 PROGRAMMES DE CONSTRUCTION DÉFINITION Un programme de construction est un texte qui donne des instructions pour tracer précisément une figure géométrique. C ➢ Tracer un cercle C de centre O. Tracer un diamètre [AB]. O A 2 ● ● ● LIRE B UN PROGRAMME DE CONSTRUCTION Un programme de construction est un texte de géométrie : il utilise le vocabulaire de géométrie. Il faut s'assurer de bien comprendre tous les mots. Il faut suivre les instructions dans l'ordre où elles sont écrites. Avant de tracer précisément, on doit faire un croquis. On essaie de suivre le programme, rapidement, à main levée. Cela permet de voir si on a bien compris toutes les étapes, et de savoir de quels outils on va avoir besoin. programme Placer 3 points P, Q, R distincts*. brouillon outils ➢ crayon Tracer un carré ABCD de côté 4 cm. Placer le point M, milieu de [AB]. Placer le point N, milieu de [CD]. Tracer le segment [MN]. ➢ crayon règle graduée équerre Tracer une droite (d). Placer un point A sur la droite (d). Tracer la droite (e), perpendiculaire à (d) et passant par A. Placer un point B sur la droite (e), tel que AB = 5 cm. ➢ * à des endroits différents Tracer le cercle de rayon AB. de centre A et ➢ ➢ ➢ ➢ ➢ crayon règle graduée équerre compas