Chapitre 10 — Mathématiques S4

Propriétés du cercle

6 périodes uniquement

1Vocabulaire du cercle et périmètre

Activité de découverte

10.1 — Une définition du cercle🔍
Activité 10.1

Cours

Le cercle de centre O et de rayon $r$ est l'ensemble des points $M$ tels que $OM = r$.

  • Un arc $\widehat{AB}$ est une portion du cercle délimitée par 2 points A et B du cercle.
  • Une corde est un segment qui relie 2 points du cercle.
  • Une corde qui passe par le centre du cercle est un diamètre.

Le périmètre d'un cercle de rayon $r$ est $\mathscr{P} = 2\pi r$, où $\pi$ est un nombre réel dont une valeur approchée est $3{,}14159$.

Exercices

10.2 — Vocabulaire du cercle🔍
Exercice 10.2
10.3 — Calculs de périmètres de cercles🔍
Exercice 10.3
10.4 — Calculs de longueurs d'arcs🔍
Exercice 10.4
10.5 — Calculs de périmètres 3🔍
Exercice 10.5
10.6 — Périmètre et proportionnalité🔍
Exercice 10.6

2Vocabulaire du disque et aire

Cours

  • Le disque de centre O et de rayon $r$ est l'ensemble des points $M$ tels que $OM \leqslant r$.
  • Un secteur de disque est une portion du disque délimitée par 2 rayons.

L'aire d'un disque de rayon $r$ est $\mathscr{A} = \pi r^2$.

Exercices

10.7 — Vocabulaire du disque🔍
Exercice 10.7
10.8 — Calculs d'aires de disques🔍
Exercice 10.8
10.9 — Calculs d'aires de secteurs🔍
Exercice 10.9
10.10 — Aires et proportionnalité🔍
Exercice 10.10

3Cercle et triangles rectangles

Activité de découverte

10.11 — Cercle et triangles rectangles🔍
Activité 10.11

Cours

Un triangle rectangle est un triangle dont un des angles mesure 90°. On appelle hypoténuse le côté opposé à l'angle droit.

Dans un triangle rectangle, les angles non droits sont complémentaires, c'est-à-dire que leur somme est égale à 90°.

DémonstrationABC est un triangle rectangle en B. La somme des angles est $\widehat{ABC}+\widehat{BAC}+\widehat{ACB}=180°$. Or $\widehat{ABC}=90°$. Donc $\widehat{BAC}+\widehat{ACB}=90°$.

Un triangle rectangle est la moitié d'un rectangle. L'hypoténuse du triangle est une diagonale du rectangle.

Dans un triangle rectangle, la médiane issue de l'angle droit mesure la moitié de l'hypoténuse.

Par conséquent, le milieu de l'hypoténuse est le centre du cercle circonscrit au triangle, et l'hypoténuse est son diamètre.

Conséquence

Si ABC est rectangle en B et I est le milieu de [AC], alors $BI = AI = CI = \dfrac{AC}{2}$.

$\mathscr{C}$ est un cercle de centre O et [AB] un diamètre. Quel que soit le point C sur le cercle, distinct de A et B, le triangle ABC est rectangle en C.

Réciproque

Si un triangle est rectangle en C, alors C appartient au cercle de diamètre [AB] (l'hypoténuse), centré au milieu de [AB].

Exercices

10.12 — Reconnaître des triangles rectangles🔍
Exercice 10.12
10.13 — Calculer des angles🔍
Exercice 10.13
10.14 — Triangle rectangle et rectangle🔍
Exercice 10.14
10.15 — Médiane et cercle circonscrit🔍
Exercice 10.15
10.16 — Médianes et triangles rectangles🔍
Exercice 10.16
10.17 — Construire des cercles circonscrits🔍
Exercice 10.17
10.18 — Construire des triangles rectangles🔍
Exercice 10.18
10.19 — Prouver qu'un triangle est rectangle🔍
Exercice 10.19
10.20 — Étudier la nature d'un triangle🔍
Exercice 10.20
10.21 — Étudier une configuration🔍
Exercice 10.21

4Tangente à un cercle

Activité de découverte

10.22 — Position relative droite et cercle🔍
Activité 10.22

Cours

$\mathscr{C}$ est un cercle de centre O et de rayon $r$, et A est un point du cercle. La tangente au cercle $\mathscr{C}$ au point A est l'unique droite passant par A qui n'a pas d'autre point d'intersection avec le cercle.

Position relative d'une droite et d'un cercle

Une droite peut être sécante (2 points d'intersection), tangente (1 point d'intersection) ou extérieure (aucun point d'intersection) au cercle.

La tangente à un cercle de centre O en un point A est perpendiculaire au rayon [OA].

Conséquence

Si une droite est perpendiculaire à un rayon [OA] au point A, alors elle est tangente au cercle en A.

Exercices

10.23 — Tracés approximatifs de tangentes🔍
Exercice 10.23
10.24 — Tracés de tangentes sur quadrillage🔍
Exercice 10.24
10.25 — Tracés de tangentes avec l'équerre🔍
Exercice 10.25
10.26 — Calculs d'angles🔍
Exercice 10.26
10.27 — Tangente ou non ?🔍
Exercice 10.27
10.28 — Étudier un quadrilatère🔍
Exercice 10.28
10.29 — Déterminer des angles🔍
Exercice 10.29

5Exercices de synthèse et de révision

Synthèse et extensions

10.30 — Angles inscrits dans un cercle🔍
Exercice 10.30
10.31 — Angles inscrits, angles au centre 1🔍
Exercice 10.31
10.32 — Des angles supplémentaires🔍
Exercice 10.32
10.33 — Angles inscrits, angles au centre 2🔍
Exercice 10.33
10.34 — Application🔍
Exercice 10.34
10.35 — Une portion de cercle 🖥🔍
Exercice 10.35

Exercices de révision

10.36🔍
Exercice 10.36
10.37🔍
Exercice 10.37