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Mathématiques · 4e · Géométrie

Démontrer qu'un quadrilatère est un parallélogramme

Environ 15 min

Comprendre

Démontrer qu’un quadrilatère est un parallélogramme permet de connaître sa nature avec certitude, sans se fier à son apparence. On utilise pour cela les informations données sur ses diagonales ou sur ses côtés opposés.

La figure

7,3 cm7,3 cmABCDO

Le cours

  1. Un parallélogramme est un quadrilatère dont les côtés opposés sont parallèles deux à deux. Dans un quadrilatère ABCD, les sommets sont nommés dans l’ordre du contour : les côtés opposés sont [AB] et [CD], puis [AD] et [BC] ; les diagonales sont [AC] et [BD]. On considère ici des quadrilatères non croisés.

  2. Si les diagonales d’un quadrilatère ont le même milieu, alors ce quadrilatère est un parallélogramme. Ainsi, si O appartient à [AC] et à [BD], avec OA = OC et OB = OD, alors O est le milieu de chacune des diagonales et ABCD est un parallélogramme. On dit aussi que les diagonales se coupent en leur milieu.

  3. Si un quadrilatère non croisé possède deux côtés opposés parallèles et de même longueur, alors c’est un parallélogramme. Ainsi, si (AB) est parallèle à (CD) et si AB = CD, alors ABCD est un parallélogramme. Les deux conditions doivent concerner la même paire de côtés opposés.

  4. Pour rédiger une démonstration, commence par citer les informations données dans l’énoncé ou indiquées par les codages. Établis ensuite les conditions de la propriété choisie, énonce cette propriété, puis conclus en nommant le quadrilatère : « Donc ABCD est un parallélogramme. » Une seule propriété suffisante, correctement vérifiée, permet de conclure.

  5. Attention : des diagonales de même longueur ne suffisent pas à prouver qu’un quadrilatère est un parallélogramme. De même, une seule paire de côtés opposés parallèles, ou une seule paire de côtés opposés de même longueur, ne suffit pas. Une mesure prise sur le dessin ou une simple impression visuelle ne remplace pas une information donnée ou démontrée.

Un exempleDes exemples

  • Dans le quadrilatère ABCD, les diagonales [AC] et [BD] se coupent en O. On sait que OA = 7,3 cm, OC = 7,3 cm et OB = OD. Démontre que ABCD est un parallélogramme.

    La comparaison donne 7,3 = 7,3, donc OA = OC. Comme O appartient à [AC], O est le milieu de [AC]. De même, O appartient à [BD] et OB = OD : O est donc le milieu de [BD]. Les diagonales de ABCD ont le même milieu. Or, si les diagonales d’un quadrilatère ont le même milieu, alors ce quadrilatère est un parallélogramme. Donc ABCD est un parallélogramme.

Démonstration et exemple résolu

RegardeDans un quadrilatère non croisé ABCD, les diagonales [AC] et [BD] se coupent en O. Si AO = OC et BO = OD, alors les diagonales ont le même milieu : ABCD est donc un parallélogramme. Tu peux aussi le démontrer en établissant que des côtés opposés, par exemple [AB] et [CD], sont à la fois parallèles et de même longueur.

ABCD est un quadrilatère non croisé. Ses diagonales [AC] et [BD] se coupent en O. On sait que AO = OC et BO = OD. Démontre que ABCD est un parallélogramme.

  1. O est le milieu de [AC].O appartient à [AC] et AO = OC.
  2. O est aussi le milieu de [BD].O appartient à [BD] et BO = OD.
  3. Les diagonales de ABCD ont le même milieu O.Le même point est le milieu de chacune des diagonales.
  4. Donc ABCD est un parallélogramme.Un quadrilatère dont les diagonales ont le même milieu est un parallélogramme.

Les erreurs fréquentes

  • Erreur : Conclure dès que les diagonales se coupent.

    Comment l'éviter : Tu as repéré l'intersection. Vérifie maintenant les égalités AO = OC et BO = OD avant de conclure.

  • Erreur : Utiliser seulement l'égalité des longueurs des diagonales.

    Comment l'éviter : Tu as comparé les diagonales entières. Pour la propriété étudiée, cherche plutôt si elles se coupent en leur milieu.

  • Erreur : Conclure avec seulement des côtés opposés parallèles, ou seulement des côtés opposés de même longueur.

    Comment l'éviter : Tu as établi une information utile. Cherche la condition manquante sur cette même paire de côtés.

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Il te manque peut-être une notion d'avant :Reconnaître les propriétés du parallélogrammeRevoir les bases pas à pas

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Je m'entraîne

Dans le quadrilatère non croisé ABCD, les diagonales se coupent en O. On sait que AO = 4 cm, OC = 4 cm et BO = OD. Calcule AC avec son unité, puis démontre que ABCD est un parallélogramme. Cette démonstration n'est pas notée.

cm

Je me teste

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

Retenir

À retenir

  • Des diagonales qui ont le même milieu permettent de conclure : c’est un parallélogramme.
  • Deux côtés opposés à la fois parallèles et de même longueur permettent aussi de conclure.
  • Pour les diagonales, vérifie que leur point d’intersection est le milieu de chacune.
  • Pour les côtés, vérifie les deux conditions sur la même paire de côtés opposés.
  • Une démonstration cite les informations utiles, la propriété et la conclusion.
  • L’apparence du dessin ne constitue pas une preuve.

Les mots de la leçon

Parallélogramme
Quadrilatère dont les côtés opposés sont parallèles deux à deux.
Côtés opposés
Côtés d’un quadrilatère qui n’ont pas de sommet commun.
Diagonale
Segment qui relie deux sommets non consécutifs d’un quadrilatère.
Milieu d’un segment
Point qui appartient au segment et qui est à égale distance de ses extrémités.