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Mathématiques · 3e · Géométrie

Triangles semblables : reconnaître une même forme

Au programme de 3e : Reconnaître des triangles semblables

Environ 15 min

Comprendre

Reconnaître des triangles semblables permet de repérer des triangles de même forme, même s’ils n’ont pas la même taille ou ne sont pas orientés de la même façon. On s’appuie sur les angles ou sur les longueurs des côtés, et non sur l’apparence du dessin.

La figure

7 cm11 cm21 cm33 cmABCDEF

Les longueurs sont exprimées en centimètres.

Le cours

  1. Définition : deux triangles sont semblables lorsque leurs angles sont égaux deux à deux. On associe les sommets qui portent des angles égaux : ce sont les sommets correspondants. Si A correspond à D, B à E et C à F, les côtés correspondants sont AB et DE, BC et EF, AC et DF.

  2. Pour reconnaître des triangles semblables grâce aux angles, il suffit de trouver deux paires d’angles égaux. En effet, la somme des angles d’un triangle vaut 180° : les angles restants sont donc eux aussi égaux.

  3. Propriété caractéristique : deux triangles sont semblables si et seulement si les longueurs de leurs côtés sont proportionnelles deux à deux. Avec les correspondances précédentes, cela s’écrit DE/AB = EF/BC = DF/AC. Ainsi, la proportionnalité des côtés permet de prouver que les triangles sont semblables ; inversement, des triangles semblables ont leurs côtés correspondants proportionnels.

  4. Le rapport commun des longueurs correspondantes est appelé coefficient de similitude. Il est strictement positif. Pour le calculer, on divise toujours les longueurs dans le même sens, par exemple une longueur du triangle DEF par la longueur correspondante du triangle ABC. Un coefficient supérieur à 1 correspond à un agrandissement ; un coefficient inférieur à 1 correspond à une réduction.

  5. Avant de comparer des longueurs, exprime-les dans la même unité et repère les côtés correspondants. Si seules les longueurs sont connues, associe les côtés du plus court au plus long. Une seule paire d’angles égaux ou deux rapports égaux ne suffisent pas à conclure : il faut deux paires d’angles égaux, ou l’égalité des trois rapports. Une rotation ou un retournement du dessin ne change pas la similitude.

Un exempleDes exemples

  • Dans le triangle ABC, l’angle en A mesure 47° et l’angle en B mesure 68°. Dans le triangle DEF, l’angle en D mesure 47° et l’angle en E mesure 68°. Calcule la somme des angles indiqués dans chaque triangle, puis explique pourquoi ces triangles sont semblables.

    Dans chaque triangle, la somme des angles indiqués vaut 47° + 68° = 115°. L’angle restant complète cette même somme pour former un angle plat : les angles en C et en F sont donc égaux. Les triangles sont semblables, avec A correspondant à D, B à E et C à F. On pouvait conclure dès que les égalités des angles en A et D, puis en B et E, étaient repérées.

Démonstration et exemple résolu

RegardeDeux triangles peuvent avoir la même forme sans avoir la même taille : ils sont semblables lorsque leurs angles sont deux à deux égaux. Il suffit de repérer deux paires d’angles égaux, car la dernière paire sera alors égale aussi. On peut également reconnaître des triangles semblables grâce à leurs côtés : les longueurs des côtés correspondants doivent toutes être proportionnelles.

Dans le triangle ABC, l’angle A mesure 42° et l’angle B mesure 68°. Dans le triangle DEF, l’angle E mesure 68° et l’angle F mesure 42°. Montre que ces triangles sont semblables et indique les côtés correspondants.

  1. Associe A à F et B à E.Les angles A et F ont la même mesure, tout comme les angles B et E. On associe les sommets grâce aux angles, pas grâce à leur place sur le dessin.
  2. Les angles C et D ont eux aussi la même mesure : chacun mesure 180° − (42° + 68°).La somme des angles d’un triangle vaut 180°. Deux paires d’angles égaux entraînent donc l’égalité de la dernière paire.
  3. Conclus que les triangles ABC et FED sont semblables.Leurs angles sont deux à deux égaux : c’est la définition de triangles semblables. L’ordre des lettres respecte ici les correspondances.
  4. Associe AB à FE, BC à ED et AC à FD.Chaque côté relie des sommets correspondants. Les rapports FE/AB, ED/BC et FD/AC sont donc égaux.

Les erreurs fréquentes

  • Erreur : Conclure à partir d’une seule paire d’angles égaux.

    Comment l'éviter : Tu as trouvé une égalité utile. Cherche maintenant une autre paire d’angles égaux pour pouvoir conclure.

  • Erreur : Associer les sommets selon leur position sur la feuille.

    Comment l'éviter : Repars des angles égaux ou des longueurs correspondantes, puis écris les sommets dans le bon ordre.

  • Erreur : Mélanger le sens des rapports ou ne vérifier que certaines paires de côtés.

    Comment l'éviter : Écris les côtés correspondants face à face. Forme ensuite tous les rapports dans le même sens avant de les comparer.

Voir autrement

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S'entraîner

Je m'entraîne

Dans ABC, l’angle A mesure 48° et l’angle B mesure 67°. Dans DEF, les angles D et E mesurent respectivement 48° et 67° : ces égalités permettent de reconnaître des triangles semblables. Calcule la somme des mesures des angles A et B.

°

Je me teste

2 questions nouvelles, sans aide. Tu vois la correction à la fin.

Retenir

À retenir

  • Des triangles semblables ont leurs angles égaux deux à deux.
  • Deux paires d’angles égaux suffisent pour conclure.
  • Des côtés proportionnels deux à deux caractérisent des triangles semblables.
  • Repère les correspondances avant d’écrire les rapports.
  • Compare les longueurs dans la même unité et les rapports dans le même sens.
  • L’apparence ou l’orientation du dessin ne constitue pas une preuve.

Les mots de la leçon

Triangles semblables
Triangles dont les angles sont égaux deux à deux ; leurs côtés correspondants sont alors proportionnels.
Côtés correspondants
Côtés qui se font face dans l’association des triangles. Ils sont opposés à des angles égaux.
Coefficient de similitude
Nombre strictement positif par lequel on multiplie toutes les longueurs d’un triangle pour obtenir les longueurs correspondantes de l’autre.