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Chapitre 4

Puissance d’exposant positif d’un nombre rationnel

Définition : Soit $a$ un nombre rationnel non nul, $n$ un nombre entier tel que $n\ge 2$.
$$a^{n}=\underbrace{a \times a \times \ldots \ldots \times a}_{n \text { facteurs }}$$

$\bullet$  Si $n=1$, alors $a^1=a$
$\bullet$  Si $n=0$ et $a \neq 0$ alors $a^0=1$
$\bullet$  Si $n\neq 0$ et $a = 0$ alors $0^n=0$

Remarque :

$\bullet$ $a$ est la base de la puissance $a^n$.
$\bullet$ $n$ est l’exposant de la puissance $a^n$.
$\bullet$ $0^0$ n’existe pas.

Exemples :

$\bullet$  $(-3)^4=(-3)\times(-3)\times(-3)\times(-3)=9 \times 9 = 81$
$\bullet$  $\left(\dfrac{-2}{3}\right)^3=\dfrac{-2}{3}\times\dfrac{-2}{3}\times \dfrac{-2}{3}=\dfrac{-2\times 2\times 2}{3\times 3\times 3}=\dfrac{-8}{27}$
$\bullet$  $2019^0=1$
$\bullet$  $523^1=523$

Puissance d’exposant négatif d’un nombre rationnel

Définition :
Soit $a$ un nombre rationnel non nul, $n$ un nombre entier naturel. $$a^{-n}=\dfrac{1}{a^n}$$

$\bullet$  La puissance $a^{-n}$ est l’inverse de la puissance $a^n$.
$\bullet$  Si $\dfrac{a}{b}$ un nombre rationnel non nul, alors $\left(\dfrac{a}{b}\right)^{-n}=\left(\dfrac{b}{a}\right)^{n}$.

Exemples :

$\bullet$  $2^{-3}=\dfrac{1}{2^3}=\dfrac{1}{2\times 2\times 2}=\dfrac{1}{8}$
$\bullet$  $\left(\dfrac{3}{5}\right)^{-2}=\left(\dfrac{5}{3}\right)^{2}=\dfrac{5}{3}\times \dfrac{5}{3}=\dfrac{25}{9}$
$\bullet$  $\bigg[\left(\dfrac{2}{7}\right)^{-3}\bigg]^{-1}=
\bigg[\left(\dfrac{7}{2}\right)^{3}\bigg]^{-1}=
\bigg[\dfrac{7}{2}\times \dfrac{7}{2}\times\dfrac{7}{2}\bigg]^{-1}=
\bigg[\dfrac{343}{8}\bigg]^{-1}=\dfrac{8}{343}$

Le signe d’une puissance

Propriété : Soit $a$ un nombre rationnel non nul, $n$ un entier naturel.

  • Si $n$ est pair, alors $a^n$ est toujours positif quel que soit le signe de $a$.
  • Si $n$ est impair, alors $a^n$ et $a$ ont le meme signe.

Exemples :

$\bullet$  La puissance $\left( -12 \right)^{17}$ est \textbf{négatif}, car l’exposant est impaire et la base est négatif.
$\bullet$  La puissance $\left( -3 \right)^{48}$ est \textbf{positif}, car l’exposant est paire.

Opérations sur les puissances :

Propriétés : $a$, $b$ deux nombres rationnels non nuls, $n$ et $m$ deux entiers relatifs.

$\bullet\quad a^n \times a^m = a^{n+m}$ $\quad$ $\bullet\quad a^n \times b^n = (a \times b )^{n}$ $\quad$ $\bullet\quad \dfrac{a^n}{a^m}= a^{n-m}$ $\quad$ $\bullet\quad \dfrac{a^n}{b^n}= \left(\dfrac{a}{b}\right)^{n}$ $\quad$ $\bullet\quad \left( a^n\right)^m=a^{n\times m}$

Exemples :

$\bullet$  ${(-3)}^9 \times {(-3)}^5= {(-3)}^{9+5}={(-3)}^{14}$
$\bullet$  $2^{{7}} \times 5^{{7}}= (2 \times 5)^{{7}}=10^{{7}}$
$\bullet$  $\dfrac{{1,3}^8}{{1,3}^3}={1,3}^{8-3}={1,3}^5$
$\bullet$  $\dfrac{21^{{13}}}{7^{{13}}}=\left(\dfrac{21}{7}\right)^{{13}}=3^{{13}}$
$\bullet$  $\left({2}^3\right)^4={2}^{3 \times 4} ={2}^{12}$

Puissances de 10

Propriété : Soit $n$ un nombre entier naturel.

$\bullet$ ${10^n} = 1\underbrace {00………0}_{n\,\,\text{zéros}}$
$\bullet$ ${10^{-n}} = \underbrace {0,00………0}_{n\,\,\text{zéros}}1$
$\bullet$ $10^0=1$ ; $10^1=10$ ; $10^{-n}=\dfrac{1}{10^n}$

Exemples :

$\bullet$ $1000000000=10^9$
$\bullet$ $10^5=100000$
$\bullet$ $0,000001=10^{-6}$
$\bullet$ $10^{-4}=0,0001$
$\bullet$ $10^8 \times 10^3=10^{8+3}=10^{11}$
$\bullet$ $\dfrac{10^6}{10^2}=10^{6-2}=10^4$
$\bullet$ $(10^5)^7=10^{5\times 7}=10^{35}$

Écriture scientifique

Définition : Soit $x$ un nombre décimal, $n$ un nombre entier relatif.
L’écriture scientifique de $x$ est :
$$x=a \times 10^{n} \text{~~ou~~} x=- a \times 10^{n}$$
Avec $1 \leq a < 10$.

Exemples :

$\bullet$ $649,2=6,492 \times 10^2$
$\bullet$ $-0,0000327=-3,27\times 10^{-5}$
$\bullet$ $32000000=3,2\times 10^{-7}$
$\bullet$ $569,4 \times 10^{13}=5,694 \times 10^2 \times 10^{13}=5,694\times 10^{15}$

Exercice 1 Mathxi math - Egalités [Signaler une erreur]
Enoncé math

  1. Ecrire sous forme d’une fraction les nombres suivants: $$3,1 \quad;\quad 4\quad;\quad \dfrac{0,02}{5,2}$$
  2. Compléter les égalités suivantes: $$\dfrac{\ldots}{42}=\dfrac{2}{7} \quad;\quad \dfrac{8}{16}=\dfrac{3}{\ldots}\quad;\quad \dfrac{\ldots}{5}=\dfrac{12}{20}=\dfrac{18}{\ldots}$$

Exercice 2 Mathxi math math - Forme irréductible [Signaler une erreur]
Enoncé math

Donner la forme irréductible des fractions suivantes:$$\dfrac{116}{320} \quad;\quad \dfrac{150}{750} \quad;\quad \dfrac{27\times 16}{72} \quad;\quad\dfrac{54\times 64\times 8}{28\times 27\times 32}$$
Exercice 3 Mathxi math - Comparison [Signaler une erreur]
Enoncé math

Comparer les fractions suivantes:$$\dfrac{14}{17} \text{ et } \dfrac{16}{17} \quad;\quad\dfrac{5}{3} \text{ et } \dfrac{5}{2}\quad;\quad\dfrac{5}{4} \text{ et } \dfrac{9}{8}\quad;\quad\dfrac{3}{7} \text{ et } \dfrac{6}{11}$$
Exercice 4 Mathxi math math math - Comparison [Signaler une erreur]
Enoncé math

Comparer les fractions : $$\dfrac{987654321}{987654322}\quad et \quad\dfrac{123456789}{123456780}$$
Exercice 5 Mathxi math math math - Encadrement [Signaler une erreur]
Enoncé math

Compléter par un entier naturel convenable: $$\dfrac{6}{4}<\dfrac{\ldots}{8}<\dfrac{7}{4}\quad;\quad\dfrac{3}{7}<\dfrac{\ldots}{14}<\dfrac{4}{7}\quad;\quad\dfrac{9}{7}<\dfrac{3}{\ldots}<\dfrac{9}{5}$$
Exercice 6 Mathxi math math math math math - Challenges [Signaler une erreur]
Enoncé math

Soit $a$, $b$ et $c$ des nombres fractionnaires tels que : $$\dfrac{b\times c}{a}=1 \quad;\quad \dfrac{c\times a}{b}=2 \quad;\quad \dfrac{a\times b}{c}=3$$Calculer : $a^2+b^2+c^2$.
Direction Provinciale Kénitra
Olympiades de mathématiques
3ème année collège
2019-2020

Durée de réalisation : 2 heures

Date de passation : Vendredi 20 décembre 2019

Exercice 1 Mathxi math math math - Olympiades de maths [Signaler une erreur]
Enoncé math

$a$ et $b$ deux nombres rationnels strictement positifs.
Montrer que : $$\left( {\sqrt a + b} \right)\left( {\frac{{\sqrt a }}{a} + \frac{1}{b}} \right) \ge 4$$
Indication math
Corrigé math
Exercice 2 Mathxi math math math - Olympiades de maths [Signaler une erreur]
Enoncé math

On pose : $x=3$ et $y=1$ et $z=2$.
c’est-à-dire : $x = y + z$
donc :  $x\left( {x- y} \right) = \left( {y + z} \right)\left( {x- y} \right)$
donc :  ${x^2}- xy = xy + xz- {y^2}- yz$
donc :  ${x^2}- xy- xz = xy- {y^2}- yz$
donc :  $x\left( {x- y- z} \right) = y\left( {x- y- z} \right)$
Après la simplification on obtient $x=y$ d’où $3 = 1$
Trouver l’erreur, justifier la réponse.
Indication math
Corrigé math
Exercice 3 Mathxi math math math - Olympiades de maths [Signaler une erreur]
Enoncé math

$ABC$ un triangle rectangle en $A$, son aire est égale à $1$.
Soient $A’$ et $B’$ les points tels que:

  • $A’$ est le symétrique de $A$ par rapport à la droite $(BC)$.
  • $B’$ est le symétrique de $B$ par rapport à la droite $(AC)$.
  • $C’$ est le symétrique de $C$ par rapport à la droite $(AB)$.

Calculer l’aire du triangle $A’B’C’$.

Indication math
Corrigé math
Exercice 4 Mathxi math math math - Olympiades de maths [Signaler une erreur]
Enoncé math

$ABC$ un triangle d’angle $\widehat A $ aigu. $E$ un point du segment $[AB]$ tel que $AB=3AE$, $I$ est le milieu du segment $[AC]$ et $D$ est l’intersection des deux droites $(EI)$ et $(BC)$.
Montrer que $C$ est le milieu du segment $[BD]$.
Indication math
Corrigé math
Direction Provinciale Kénitra
Olympiades de mathématiques
3ème année collège
2019-2020

Durée de réalisation : 2 heures

Date de passation : Vendredi 22 novembre 2019

Exercice 1 Mathxi math math math - Olympiades de maths [Signaler une erreur]
Enoncé math

$a$ et $b$ deux nombres rationnels tels que : $a>2$ et $b>2$.
Montrer que : $a+b < ab$.
Indication math
Corrigé math
Exercice 2 Mathxi math math math - Olympiades de maths [Signaler une erreur]
Enoncé math

Après six interrogations en mathématiques, un éléve de la troisième année collége a eu la moyenne $12$.
Sachant que la moyenne des deux notes obtenues à la deuxieme et à la cinquième interrogations est $11$, quelle est la moyenne des notes obtenues aux interrogations qui restent, la première, la troisizime, la quatrième et la sixième?
Indication math
Corrigé math
Exercice 3 Mathxi math math math math math - Olympiades de maths [Signaler une erreur]
Enoncé math

$ABCD$ un carré et $M$ le milieu du segment $[AD]$.
$E$ un point du segment $[DC]$ et $F$ un point du segment $[AB]$.
Déterminer les positions des deux points  $E$ et $F$ pour que la somme  $BE+EF+FM$ prend la plus petite valeur possible.

Indication math
Corrigé math
Exercice 4 Mathxi math math math - Olympiades de maths [Signaler une erreur]
Enoncé math

$ABC$ un triangle rectangle en $A$. $D$ est le point d’intersection de la droite issue du point $A$ et perpendiculaire à la droite $(BC)$.
$I$ est le milieu du segment $[BD]$. $J$ est le milieu du segment $[AD]$.
Montrer que les deux droites $(CJ)$ et $(AI)$ sont perpendiculaires.
Indication math
Corrigé math
Remarques :
Les questions de cet examen sont liées à ce que vous avez déjà étudié dans les niveaux scolaires précédents et sont en rapport avec le programme d’études que vous suivrez durant l’année en cours.
Exercice 1 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Le tableau ci-dessous montre le nombre d’enfants par famille dans une tribu :

Nombre d’enfants 0 1 2 3 4 5 6
Nombre de familles 15 40 64 25 56 22 12

Combien de familles ont quatre enfants ou plus?

  1.  $28$
  2.  $96$
  3.  $85$
  4.  $56$

Indication math
Corrigé math
Exercice 2 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Combien vaut l’expression suivante : $$P=(3x−5)−(5x+3)(3x – 5)- (5x + 3)(3x−5)−(5x+3)$$

  1.  $P=-30$
  2.  $P=4x$
  3.  $P=4x- 30$
  4.  $P=-16- 30x$

Indication math
Corrigé math
Exercice 3 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Dans le triangle rectangle $EFG$ représenté ci-dessous,

Pythagore4

Calculer $\cos(\hat{GFE})$

  1.  $\cos(\hat{GFE})=0,75$
  2.  $\cos(\hat{GFE})=0,6$
  3.  $\cos(\hat{GFE})=\dfrac{3}{4}$
  4.  $\cos(\hat{GFE})=0,8$

Indication math
Corrigé math
Exercice 4 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Soit $x$ un nombre tel que $2,7 < x < 2,8$.
Parmi les expressions suivantes, laquelle est correcte?

  1.  $2,4 < x- 3 < 2,5$
  2.  $0,3 < x- 3 < 0,8$
  3.  $-5,7 < x- 3 < -5,8$
  4.  $-0,3 < x- 3 < -0,2$

Indication math
Corrigé math
Exercice 5 Mathxi math math math - Vraies ou fausse [Signaler une erreur]
Enoncé math

Déterminer parmi les propositions suivantes lesquelles sont vraies :

  1.  $-\dfrac{3}{2}$ est un nombre décimal.
  2.  $\dfrac{1}{3}$ est un nombre rationnel.
  3.  $-5,19$ est un nombre irrationnel.
  4.  $\dfrac{2}{3}$ est un nombre décimal.

Indication math
Corrigé math
Exercice 6 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Dans le carré $PQRS$ de côté $5cm$, quelle est la longueur de la diagonale $[PR]$?

  1.  $PR=\sqrt{5}cm$
  2.  $PR=\sqrt{10}cm$
  3.  $PR=\sqrt{40}cm$
  4.  $PR=\sqrt{25}cm$

Indication math
Corrigé math
Exercice 7 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Le graphique ci-dessous représente une relation de proportionnalité entre les quantités d’un produit et leurs prix en dirhams.

Relation de proportionnalité entre les quantités d’un produit et leurs prix.
Quel est le prix de $50 kg$ de ce produit?

  1.  $300$ dirhams
  2.  $255$ dirhams
  3.  $375$ dirhams
  4.  $448$ dirhams

Indication math
Corrigé math
Exercice 8 Mathxi math math math - Construction [Signaler une erreur]
Enoncé math

Construire le symétrique du triangle $ABC$ par rapport à la droite $(D)$, (en laissant les traces de la construction).

Symétrique d'un triangle par rapport à une droite
Indication math
Corrigé math
Exercice 9 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Cette année, l’âge de Ahmed est le double de celui de Ali, et l’âge de Souad est de 16 ans.
Quel est l’âge de Ahmed sachant que la somme des âges des trois personnes est de 88 ans?

  1. $50$ans.
  2. $40$ans.
  3. $48$ans.
  4. $35$ans.

Indication math
Corrigé math
Exercice 10 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Dans la figure suivante, $(EF)$ est parallèle à $(MN)$.

Exercice sur le théorème de Thalès avec illustration

Quelle est la longueur du segment $[MN]$?

  1.  $MN=\dfrac{21}{5}$
  2.  $MN=\dfrac{6}{5}$
  3.  $MN=\dfrac{5}{6}$
  4.  $MN=\dfrac{25}{2}$

Indication math
Corrigé math
Exercice 11 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Quelle est l’écriture scientifique du nombre $0,000347$?

  1.  $3,47\times 10^{-6}$
  2. $347\times 10^{-6}$
  3. $3,47\times 10^{-4}$
  4. $3,47\times 10^{-7}$

Indication math
Corrigé math
Exercice 12 Mathxi math math math - Construction [Signaler une erreur]
Enoncé math

Place le point $N$ tels que  $\overrightarrow {MN} = \overrightarrow {MA} + \overrightarrow {BC}$. Laisse les traces de la construction.

Exercice sur la somme de deux vecteurs
Indication math
Corrigé math
Exercice 13 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Quel est la factorisation correcte de l’expression suivante: $A=(x + 3)(5x – 2) – (x + 3)(2x + 1)$?

  1.  $A=(x+3)(3x-3)$
  2.  $A=(x+3)(3x-1)$
  3.  $A=(x+3)(-3x-3)$
  4.  $A=(x+3)(7x-1)$

Indication math
Corrigé math
Exercice 14 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Combien vaut le nombre $B=\dfrac{2}{7}+\dfrac{3}{7}\times\dfrac{4}{5}-\dfrac{2}{3}$?

  1.  $B=\dfrac{6}{35}$
  2.  $B=\dfrac{10}{35}$
  3.  $B=\dfrac{8}{35}$
  4.  $B=\dfrac{16}{35}$

Indication math
Corrigé math
Exercice 15 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Dans la figure suivante :

Exercices sur les médianes d'un triangle

$E$ est le milieu de $[PN]$ et $F$ est le milieu de $[MN]$, et $I$ est le point d’intersection de $(ME)$ et $(PF)$ et $IF = 2 cm$.
Quelle est la longueur du segment $[PI]$?

  1.  $PI=8cm$
  2.  $PI=4cm$
  3.  $PI=6cm$
  4.  $PI=9cm$

Indication math
Corrigé math
Exercice 16 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Combien vaut le nombre $C=\dfrac{5^6}{36}\times\left(\dfrac{6}{5}\right)^2$?

  1.   $C=6^2$
  2.   $C=5^3$
  3.   $C=6^4\times 5^7$
  4.   $C=5^4$

Indication math
Corrigé math
Exercice 17 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

La figure représente un parallélépipède rectangle $ABCDEFGH$ avec des dimensions de $8cm$, $6cm$ et $4cm$.

illustrant un exercice sur le parallélépipède

Quelle est la surface totale $\mathcal{S}_\mathcal{T}$ de ce solide?

  1.  $\mathcal{S}_\mathcal{T}=208cm^2$
  2.  $\mathcal{S}_\mathcal{T}=176cm^2$
  3.  $\mathcal{S}_\mathcal{T}=192cm^2$
  4.  $\mathcal{S}_\mathcal{T}=104cm^2$

Indication math
Corrigé math
Exercice 18 Mathxi math math math - QCM [Signaler une erreur]
Enoncé math

Pendant la période de croissance d’une plante, sa longueur augmente de $7\%$ chaque semaine. Si sa longueur aujourd’hui est de $35cm$, quelle sera sa longueur après une semaine en centimètres?

  1.  $30,37$
  2.  $37,45$
  3.  $35$
  4.  $40$

Indication math
Corrigé math

Chapitre 8

Angle au centre :

Définition 1 : Sur le dessin ci-contre où $O$ le centre du cercle $(C)$,
L’angle $\widehat{A O B}$ est appelé angle au centre qui intercepte l’arc $\overparen{A B}$.

Angle au centre

Angle inscrit

Définition 2 : Soit $(C)$ un cercle de centre $O$.

  • $A$, $B$ et $M$ trois points du cercle $(C)$.

Angle inscrit

L’angle $\widehat{A M B}$ est appelé angle inscrit du cercle qui intercepte l’arc $\overparen{A B}$

  • Soit ( $\Delta$ ) la tangente du cercle $(C)$ au point $A$.

angles inscrit tangente
L’angle $\widehat{TAB}$ est appelé angle inscrit du cercle qui intercepte l’arc $\widehat{AB}$

 

Angle inscrit et angle au centre associé

Propriété 1 : La mesure d’un angle inscrit dans un cercle est égale à la moitié de la mesure de l’angle au centre associé.

Exemple : Sur le dessin suivant :

Angle au centre et angle inscrit3
L’angle au centre $\widehat{A O B}$ associé à l’angle inscrit $\widehat{AMB}$, donc $\widehat{AOB}=2 \widehat{AMB}$, c’est-à-dire : $$\widehat{A M B}=\dfrac{1}{2} \widehat{A O B}.$$

Propriété 2 : Soit $(\Delta)$ la tangente du cercle $(C)$ au point $A$ et $T$ un point de ($\Delta$), on a : $$\widehat{AOB}=2 \widehat{TAB}$$

angle au centre et angle inscrit

Angles inscrits interceptant le même arc

Propriété 3 : Si deux angles inscrits dans un cercle interceptent le même arc, alors ces angles ont la même mesure.

Exemple : Sur le dessin suivant :

angles inscrits

$\widehat{A M B}$ et $\widehat{A N B}$ sont deux angles inscrits qui interceptent le même arc donc : $\widehat{A M B}=\widehat{ANB}$.

Propriété 4 : Soit $(\Delta)$ la tangente du cercle $(C)$ au point $A$ et $T$ un point de $(\Delta)$, on a :$$\widehat{TAB}=\widehat{AMB}$$

angle au centre et angle inscrit2

Instructions pour le candidat

Durée de réalisation : 1 heure
Les questions de ce devoir sont issues des leçons suivantes :

  • Les identités remarquables
  • Les racines carrées
  • Les puissances
Exercice 1 Mathxi math math - (6 points) [Signaler une erreur]
Enoncé math

Soit $x$ un nombre réel. On pose :
$$A = 5\left( {x -2} \right) \quad;\quad B = {\left( {2x -1} \right)^2} + x\left( {2x -1} \right) \quad;\quad C = {\left( {x + 6} \right)^2} -25$$

  1. Développer et réduire : $A$, $B$ et $C$.
  2. Factoriser $B$ et $C$.

Indication math
Corrigé math
Exercice 2 Mathxi math math math - (2 points) [Signaler une erreur]
Enoncé math

Écrire sous forme d’une seule puissance : $$D = \dfrac{{{a^{ -3}} \times {{\left( {a \times {a^{ -3}}} \right)}^{ -4}}}}{{{a^{ -1}} \times {a^{ -2}} \times a}}$$
Indication math
Corrigé math
Exercice 3 Mathxi math math - (3 points) [Signaler une erreur]
Enoncé math

  1. Donner l’écriture scientifique des nombres :
    $$E = 0,048 \quad;\quad F=3000000$$
  2. En déduire l’écriture scientifique de:

$$G=\dfrac{0,048}{3000000}$$

Indication math
Corrigé math
Exercice 4 Mathxi math math math - (6 points) [Signaler une erreur]
Enoncé math

Calculer et simplifier :

  1. $H = {\left( {\dfrac{{\sqrt 5 }}{2}} \right)^{ -2}} + \dfrac{7}{5}$
  2. $I = \sqrt {48} -\sqrt {12} + 2\sqrt 3 $
  3. $J = \sqrt {\dfrac{{\sqrt {100} -1}}{{{3^2} + {4^2}}}}$
  4. $K = \sqrt {\sqrt 5 -1} \times \sqrt {\sqrt 5 +1} $

Indication math
Corrigé math
Exercice 5 Mathxi math math - (3 points) [Signaler une erreur]
Enoncé math

Écrire sans « $\sqrt{~~}$ » au dénominateur :

  • $L = \dfrac{{3}}{{7\sqrt 5 }}$
  • $M = \dfrac{{\sqrt 3 }}{{\sqrt 3 -1}}$

Indication math
Corrigé math

Chapitre 7

Cosinus, sinus et tangente d’un angle aigu

Cosinus d’un angle aigu

Définition : Soit $\hat B$ un angle aigu dans un triangle rectangle.

$\cos \hat B= \dfrac{\text{longueur du côté adjacent à }\hat B}{\text{longueur de l’hpoténuse }}$

Exemple : Soit $ABC$ un triangle rectangle en $A$.

Trigonométrie

On a : $\boxed{\cos \widehat {ABC} = \frac{{AB}}{{BC}}}$  et  $\boxed{\cos \widehat {ACB} = \frac{{AC}}{{BC}}}$

Sinus d’un angle aigu

Définition : Soit $\hat B$ un angle aigu dans un triangle rectangle.

$\sin \hat B= \dfrac{\text{longueur du côté opposé à }\hat B}{\text{longueur de l’hpoténuse }}$

Exemple : Soit $ABC$ un triangle rectangle en $A$.

Trigonométrie

On a : $\boxed{\sin \widehat {ABC} = \frac{{AC}}{{BC}}}$  et  $\boxed{\sin \widehat {ACB} = \frac{{AB}}{{BC}}}$

Tangente d’un angle aigu

Définition : Soit $\hat B$ un angle aigu dans un triangle rectangle.

$\tan \hat B= \dfrac{\text{longueur du côté opposé à }\hat B}{\text{longueur du côté adjacent}\hat B}$

Exemple : Soit $ABC$ un triangle rectangle en $A$.

Trigonométrie

On a : $\boxed{\tan \widehat {ABC} = \frac{{AC}}{{AB}}}$  et  $\boxed{\tan \widehat {ACB} = \frac{{AB}}{{AC}}}$

Formules trigonométries

Propriété 1 : Si $\alpha$ est la mesure d’un angle aigu $\left( {0^\circ < \alpha < 90^\circ } \right)$, alors :

  • $0 < \cos \,\alpha \, < \,1$
  • $0 < \sin \,\alpha \, < \,1$
  • ${\cos ^2}\,\alpha \,\, + \,\,{\sin ^2}\,\alpha \,\, = \,\,1$

Preuve :

$\bullet$  Soit $ABC$ un triangle rectangle en $A$. On pose $\alpha=\widehat {ABC}$

Trigonometrie2

On a : $\sin \alpha= \dfrac{{AC}}{{BC}}$ et $\cos \alpha= \dfrac{{AB}}{{BC}}$

Nous savons que le plus long côté d’un triangle rectangle est l’hypoténuse,

C’est-à-dire :  $0<AB<BC$  et  $0<AC<BC $,

donc :  $\dfrac{0}{BC}<\dfrac{AC}{BC}<\dfrac{BC}{BC}$  et  $\dfrac{0}{BC}<\dfrac{AB}{BC}<\dfrac{BC}{BC}$

c’est-à-dire :  $0<\sin \alpha<1$  et  $0<\cos\alpha<1$.

$\bullet$  D’après le théorème de Pythagore, on a : $AC^2+AB^2=BC^2$,

Par suite, on a :
\[\begin{aligned}
{\sin ^2}\alpha + {\cos ^2}\alpha &= {\left( {\frac{{AC}}{{BC}}} \right)^2} + {\left( {\frac{{AB}}{{BC}}} \right)^2}\\
&= \frac{{A{C^2} + A{B^2}}}{{B{C^2}}}\\
&= \frac{{B{C^2}}}{{B{C^2}}}\\
&= 1
\end{aligned}\]

Remarque 1 : Si $\alpha$ est la mesure d’un angle aigu $\left( {0^\circ < \alpha < 90^\circ } \right)$, alors :

  • ${\cos ^2}\alpha = 1-\sin^2 \alpha$
  • ${\sin ^2}\alpha = 1-\cos^2 \alpha$
Propriété 2 : Si $\alpha$ est la mesure d’un angle aigu $\left( {0^\circ < \alpha < 90^\circ } \right)$, alors :

$${\tan}\alpha = \dfrac{\sin \alpha}{\cos \alpha}$$

Remarque 2 : Si $\alpha$ est la mesure d’un angle aigu $\left( {0^\circ < \alpha < 90^\circ } \right)$, alors :

  • ${\cos}\alpha = \dfrac{\sin \alpha}{\tan \alpha}$
  • ${\sin}\alpha = \cos\alpha\times\tan \alpha$

Propriété 3 : Si $\alpha$ et $\beta$ sont les mesures de deux angles complémentaires $\left( {\alpha+\beta = 90^\circ } \right)$, alors :

  • $\cos \alpha = \sin \beta$
  • $\sin \alpha = \cos \beta$
  • $\tan \alpha = \dfrac{1}{\tan\beta}$

Remarque 3 : Si $\alpha$ est la mesure d’un angle aigu $\left( {0^\circ < \alpha < 90^\circ } \right)$, alors :

  • $\cos\left( {90^\circ – \alpha } \right)= \sin\alpha$
  • $\sin\left( {90^\circ – \alpha } \right) = \cos \alpha$
  • $\tan\left( {90^\circ – \alpha } \right) = \dfrac{1}{\tan\alpha}$

Angles particuliers

$x$ $0^\circ$ $30^\circ$ $45^\circ$ $60^\circ$ $90^\circ$
$\sin x$ $0$ $\dfrac{1}{2}$ $\dfrac{\sqrt 2}{2}$ $\dfrac{\sqrt 3}{2}$ $1$
$\cos x$ $1$ $\dfrac{\sqrt 3}{2}$ $\dfrac{\sqrt 2}{2}$ $\dfrac{\sqrt 1}{2}$ $0$
$\tan x$ $0$ $\dfrac{\sqrt 3}{3}$ $1$ $\sqrt 3$ $***$

 

Chapitre 6

Théorème de Pythagore

Théorème 1 : Si un triangle est rectangle, alors le carré de l’hypoténuse est égal à la somme des carrés des cotées de l’angle droit.
Autrement dit : Si $ABC$ un triangle rectangle en $A$, alors :
$$AB^2+AC^2=BC^2.$$

Exemple :

Pythagore
Résultat : Si $ABC$ un triangle rectangle en $A$, alors :
$$AB^2=BC^2-AC^2\quad et \quad AC^2=BC^2-AB^2.$$

Remarque : Le théorème de Pythagore sert à calculer des longueurs.

Application : $EFG$ triangle rectangle en $E$ tel que :
$$EG = 2\sqrt{5}cm\quad ;\quad FG=6cm$$

Pythagore2
Calculer $EF$.

Réponse : Le triangle $EFG$ est rectangle en $E$.

Donc d’après le théorème de Pythagore on a :
$$E{F^2} + E{G^2} = F{G^2}$$
Alors :
$$\begin{aligned}
E{F^2} &= F{G^2} – E{G^2}\\
&= {6^2} – {\left( {2\sqrt 5 } \right)^2}\\
&= 36 – 4 \times 5\\
&= 36 – 20\\
&= 16
\end{aligned}$$
Puisque la distance est toujours positif, alors $\boxed{EF=\sqrt{16}cm=4cm}$

Réciproque du théorème de Pythagore

Théorème 2 : Si $ABC$ un triangle tel que $AB^2+AC^2=BC^2$, alors $ABC$ est un triangle rectangle en $A$.
Remarque : La réciproque du théorème de Pythagore sert à démontrer que deux droites sont perpendiculaires.

Application : Soit $ABC$ un triangle tel que :
$$AB=\sqrt{7}cm ~~;~~ AC = 2cm~~;~~BC=\sqrt{3}cm$$

Pythagore
Montrer que le triangle $ABC$ est rectangle et préciser en quel sommet.

Réponse : On a : $AB^2=\sqrt{7}^2=7$; $AC^2=2^2=4$ et $BC^2=\sqrt{3}^2=3$

On remarque que : $4+3=7$

Ça veut dire que : $AC^2+BC^2=AB^2$

D’après la réciproque du théorème de Pythagore, le triangle $ABC$ est rectangle en $C$.

 

Exercice 1 Mathxi math math - Simplifier une expression entenat compte du signe [Signaler une erreur]
Enoncé math

$x$ et $y$ sont deux nombres réels tels que: $2 \leq x \leq 3 \quad$ et $\quad 6 \leq y \leq 7$.
On considère l’expression $E$ : $$E=\sqrt{4 x^2-4 x y+y^2}+2 \sqrt{(x-3)^2+12 x}.$$
Donner une écriture simplifiée de $E$.
Indication math
Corrigé math
Exercice 2 Mathxi math math math - Comparer deux expressions [Signaler une erreur]
Enoncé math

$a$ et $b$ sont deux nombres réels tels que: $a>1$ et $b>1$
Démontrer que : $$a \sqrt{b-1}+b \sqrt{a-1} \leq a b.$$
Indication math
Corrigé math
Exercice 3 Mathxi math math - Encadremment [Signaler une erreur]
Enoncé math

Soit $a$ et $b$ deux nombres réels tels que : $1 \leq \sqrt{a-3} \leq 3$ et $-4 \leq b \leq \dfrac{1}{2}$

  1. Montrer que : $4 \leq a<12$.
  2. Encadrer le nombre $\dfrac{3}{a}+b^2$.

Indication math
Corrigé math
Exercice 4 Mathxi math math math math - Challenges [Signaler une erreur]
Enoncé math

$a$ et $b$ sont deux nombres réels positifs non nuls.
Montrer que : $$\dfrac{a}{a^4+b^2}+\dfrac{b}{a^2+b^4}\le \dfrac{1}{ab}.$$
Indication math
Corrigé math
Exercice 5 Mathxi math math math math - Challenges [Signaler une erreur]
Enoncé math

$a$, $b$ et $c$ sont des nombres réels positifs non nuls.
Montrer que : $$\dfrac{ab}{c}+\dfrac{ac}{b}+\dfrac{bc}{a}\geq a+b+c.$$
Indication math
Corrigé math
Exercice 6 Mathxi math math math math - Challenges [Signaler une erreur]
Enoncé math

$a$, $b$ et $c$ sont des nombres réels positifs non nuls.
Montrer que : $$\left(a+b+c\right)\left(\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}+\dfrac{1}{c}\right)\geq 9.$$
Indication math
Corrigé math
Exercice 7 Mathxi math math math math - Challenges [Signaler une erreur]
Enoncé math

$a$ et $b$ sont deux nombres réels tels que : $a >1$ et $b>1.$
Montrer que : $$\dfrac{a^2}{b-1}+\dfrac{b^2}{a-1}\leq 8.$$
Indication math
Corrigé math
Exercice 8 Mathxi math math math math - Challenges [Signaler une erreur]
Enoncé math

$x$ et $y$ sont deux nombres réels tels que : $$1\le x^2+y^2-xy\le 2.$$
Montrer que : $$\dfrac{2}{9}\le x^4+y^4\le 8.$$
Indication math
Corrigé math