📐 Trigonométrie dans le triangle rectangle
Les 3 rapports trigonométriques
- Dans un triangle ABC rectangle en A
- Côté adjacent à l'angle = le côté qui forme l'angle (hors hypoténuse)
- Côté opposé à l'angle = le côté en face de l'angle
- Hypoténuse = côté le plus long (en face de l'angle droit)
Méthode — Calculer un côté ou un angle
Valeurs à connaître par cœur
- \(\cos(30°) = \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 0{,}866\)
- \(\sin(30°) = \frac{1}{2} = 0{,}5\)
- \(\cos(45°) = \sin(45°) = \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 0{,}707\)
- \(\cos(60°) = \frac{1}{2}\) · \(\sin(60°) = \frac{\sqrt{3}}{2}\)
- \(\tan(45°) = 1\) · \(\tan(30°) = \frac{1}{\sqrt{3}}\)
Pièges fréquents
✏️ Exemples types Brevet
Trouver un côté : ABC rectangle en A, \(\hat{B} = 35°\), BC = 10 cm.
→ \(\sin(35°) = \frac{AC}{BC}\) → \(AC = 10 \times \sin(35°) \approx 10 \times 0{,}574 \approx 5{,}74\) cm
Trouver un angle : ABC rectangle en A, AB = 6 cm, BC = 8 cm.
→ \(\cos(\hat{B}) = \frac{AB}{BC} = \frac{6}{8} = 0{,}75\) → \(\hat{B} = \arccos(0{,}75) \approx 41{,}4°\)
🧊 Géométrie dans l'espace
| Solide | Volume | Aire latérale / totale |
|---|---|---|
| 📦 Cube (côté a) | \(V = a^3\) | \(A_{tot} = 6a^2\) |
| 📦 Pavé droit (L×l×h) | \(V = L \times l \times h\) | \(A_{tot} = 2(Ll+Lh+lh)\) |
| 🔵 Cylindre (r, h) | \(V = \pi r^2 h\) | \(A_{lat} = 2\pi r h\) |
| 🔺 Cône (r, h) | \(V = \dfrac{1}{3}\pi r^2 h\) | \(A_{lat} = \pi r l\) (l = apothème) |
| 🔺 Pyramide (B, h) | \(V = \dfrac{1}{3} \times B \times h\) | Somme des faces latérales |
| ⚽ Sphère (r) | \(V = \dfrac{4}{3}\pi r^3\) | \(A = 4\pi r^2\) |
Calculer un volume
Sections plane d'un solide
Conversions de volumes
- 1 m³ = 1 000 000 cm³ = 1 000 L
- 1 dm³ = 1 L = 1 000 cm³
- 1 cm³ = 1 mL
- Capacité d'un contenant = volume intérieur
Pièges fréquents
✏️ Exemples types Brevet
Cylindre : r = 5 cm, h = 12 cm → V = π×5²×12 = 300π ≈ 942 cm³
Cône : r = 4 cm, h = 9 cm → V = (1/3)×π×16×9 = 48π ≈ 151 cm³
Sphère : r = 3 cm → V = (4/3)×π×27 = 36π ≈ 113 cm³
Combo : Volume d'une glace (cône + demi-sphère) = V_cône + V_demi-sphère
🔗 Trigo + Espace au Brevet
Combinaisons typiques
- Trouver la hauteur d'une pyramide avec la trigo
- Calculer l'angle d'inclinaison d'une toiture (plan incliné)
- Section d'un cône + calcul de l'aire ou du volume
- Distance entre deux points dans l'espace (Pythagore 3D)
À retenir pour le Brevet
- Toujours faire un schéma légendé
- Donner la valeur exacte ET une valeur approchée
- Préciser l'unité dans la réponse (cm, cm², cm³)
- La formule du volume doit être écrite AVANT le calcul
4 séries · 10 exercices chacune · Espace réponse calibré
📗 Série 1 — Découverte · Formules directes
Calculer AB et AC. (utiliser sin et cos)
Calculer l'angle \(\hat{E}\) en degrés. (arrondir au degré)
Donner la valeur exacte puis une valeur approchée.
Calculer ST.
1. Calculer BC.
2. Calculer AB.
3. Vérifier avec Pythagore.
1. Calculer son volume.
2. Calculer l'aire de sa face la plus grande.
3. Calculer la longueur de sa diagonale.
📘 Série 2 — Application · Contextes réels
1. Calculer la hauteur gagnée (dénivelé).
2. Calculer la longueur horizontale de la rampe.
1. Calculer son volume en cm³.
2. Convertir en litres.
3. À 75% remplie, quel volume contient-elle ?
1. Calculer le volume sous le toit.
2. Calculer la longueur de l'arête latérale (du sommet à un coin de la base).
Calculer la hauteur de la tour.
1. Calculer son volume.
2. Calculer son aire de surface.
3. Si elle est creuse avec une épaisseur de 5 mm, quel est son volume intérieur ?
1. Calculer l'hypoténuse.
2. Calculer le troisième côté.
3. Vérifier avec Pythagore.
Le cône visible a un rayon de 30 m et une hauteur de 10 m.
Calculer le volume total de l'iceberg.
1. Quelle hauteur a-t-elle gagnée ?
2. Quelle distance horizontale a-t-elle parcourue ?
En modélisant par un grand cône (h=20 cm, r=8 cm) moins un petit cône (h=8 cm, r=5 cm), calculer le volume du verre.
1. Calculer AH en utilisant la trigonométrie.
2. Calculer l'aire du triangle.
📙 Série 3 — Approfondissement · Combinaisons
1. Calculer son volume.
2. Calculer la longueur de l'apothème (distance du sommet au milieu d'un côté de la base).
3. Calculer l'angle au sommet de la face triangulaire.
1. Calculer le volume d'eau.
2. Combien de temps pour la remplir avec un débit de 2 m³/min ?
1. Calculer le volume total.
2. Exprimer ce volume en hectolitres (1 m³ = 10 hL).
Calculer la hauteur de l'arbre.
1. Calculer le volume de la balle.
2. Quel pourcentage du cylindre la balle occupe-t-elle ? (La hauteur du cylindre = diamètre de la balle)
1. Quel est l'angle d'inclinaison de la route ?
2. Pour 1 km de distance horizontale, quelle hauteur gagne-t-on ?
1. La longueur de la diagonale d'une face (AC).
2. La longueur de la grande diagonale du cube (AG où G est le sommet opposé à A).
3. L'angle que forme AG avec la base.
1. Calculer le volume total.
2. Calculer l'aire totale de la surface (latérale du cylindre + fond + surface de la demi-sphère).
1. Calculer le volume total.
2. La facade est peinte (aire latérale du cylindre + hémisphère). Calculer la surface à peindre.
3. Si 1 L de peinture couvre 8 m², combien de litres faut-il ?
📕 Série 4 — Entraînement Brevet
· angle d'élévation du sommet de l'immeuble : 50°
· angle d'élévation du sommet de l'antenne : 58°
1. Calculer la hauteur de l'immeuble. (2 pts)
2. Calculer la hauteur de l'antenne. (2 pts)
3. Faire un schéma légendé. (1 pt)
1. Calculer le volume du cylindre. (1,5 pts)
2. Calculer le volume de la pyramide. (1,5 pts)
3. Calculer le volume total. (1 pt)
4. Si le monument est en pierre de densité 2,5 t/m³, calculer sa masse. (1 pt)
1. Calculer l'angle d'inclinaison de chaque pente. (2 pts)
2. Calculer le volume d'air sous la toiture. (2 pts)
1. Quelle est la taille minimale du cube ? (1 pt)
2. Calculer le volume du ballon. (1,5 pts)
3. Quel pourcentage du cube le ballon occupe-t-il ? (1,5 pts)
1. Calculer BC et AC.
2. Calculer \(\hat{C}\) sans la calculatrice.
1. Calculer le volume total du réservoir. (2 pts)
2. L'eau est à 40 cm de hauteur (à partir du bas). En modélisant par un prisme, estimer le volume d'eau. (2 pts)
1. Calculer le dénivelé (hauteur descendue). (1,5 pts)
2. Calculer la distance horizontale parcourue. (1,5 pts)
3. Quelle pente en % cela représente-t-il ? (1 pt)
Calculer le volume total de l'entonnoir.
1. Calculer la distance horizontale du bateau au phare. (2 pts)
2. Si le bateau avance de 50 m vers le phare, quel est le nouvel angle d'élévation ? (3 pts)
1. Calculer le volume de la fusée (cylindre + cône). (2 pts)
2. Calculer l'angle au sommet du cône. (2 pts)
3. Calculer l'aire totale de la surface de la fusée (sans ailerons). (2 pts)
Correction complète · Téléchargeable