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  • Angle (géométrie)

    Formulaire de report


    Définition


    Angle saillant - Secteur angulaire

    Définition :
    Soient \(A,B,C\) trois points (non alignés)
    Soient \(H_A\) le demi-plan, délimité par \((BC)\) qui contient \(A\) et \(H_B\) le demi-plan délimité par \((BA)\) qui contient \(C\)
    Nous appelons l'angle (saillant) $${{\measuredangle ABC}}:={{H_A\cap H_C}}$$ qui est la zone (convexe) "bordée" par les demi-droites \([BA)\) et \([BC)\)

    Un angle est aussi appelé secteur angulaire et on le note aussi \(\widehat{ABC}\)
    (Point, Demi-plan, Droite)

    Angle rentrant

    Définition :
    Soient \(A,B,C\) trois points (non alignés)
    Soient \(H_A\) le demi-plan, délimité par \((BC)\) qui contient \(A\) et \(H_B\) le demi-plan délimité par \((BA)\) qui contient \(C\)
    Le complémentaire d'un angle saillant est un angle rentrant, et il est aussi "bordé" par les demi-droites \([BA)\) et \([BC)\) (mais il n'est pas convexe, sauf s'il est plat)

    (Complémentaire)

    Angle nul

    Définition :
    Soient \(A,B,C\) trois points (non alignés)
    Soient \(H_A\) le demi-plan, délimité par \((BC)\) qui contient \(A\) et \(H_B\) le demi-plan délimité par \((BA)\) qui contient \(C\)
    Quand \([BA)=[BC)\), l'angle \(\measuredangle ABC\) est dit nul


    Angle plat

    Définition :
    Soient \(A,B,C\) trois points (non alignés)
    Soient \(H_A\) le demi-plan, délimité par \((BC)\) qui contient \(A\) et \(H_B\) le demi-plan délimité par \((BA)\) qui contient \(C\)
    Quand \(B\in[AC]\), l'angle \(\measuredangle ABC\) est l'un des deux demi-plans délimités par \((AC)\) et on dit qu'il est plat

    Par convention, un angle plat est à la fois saillant et rentrant (ou ni l'un ni l'autre)

    Sommet d'un angle

    Définition :
    Le point \(B\) est le sommet de l'angle \(\widehat{ABC}\)


    Côtés d'un angle

    Définition :
    Les demi-droites \([BA)\) et \([BC)\) qui bordent l'angle \(\measuredangle ABC\) sont les côtés de \(\measuredangle ABC\)


    Angle opposé

    Définition :
    L'angle dont les côtés sont les demi-droites opposées \(-[BA)\) et \(-[BC)\) est dit l'angle opposé à \(\measuredangle ABC\)

    (Demi-droite opposée)

    Angles supplémentaires

    Définition :
    Les angles dont l'un des côtés est identique \([BA)\) et l'autre est l'opposée \(-[BC)\) sont dits supplémentaires à \(\measuredangle ABC\)


    Angle droit

    Définition :
    Un angle dont les deux côtés sont perpendiculaires est dit droit

    (Droite perpendiculaire)

    Angle orienté

    Définition :
    Un angle orienté est un angle dont un des côtés est considéré comme début et l'autre comme fin

    La notation d'un angle orienté est identique à celle d'un angle non orienté
    Dans la notation \(\measuredangle ABC\), \([BA)\) est considéré comme début et \([BC)\) comme fin


    Angle central

    Définition :
    Soit \(O\) le centre d'un cercle \(\mathcal C\) et \(A,B\in\mathcal C\) deux points de ce cercle
    On note \(\overset{\Large\frown}{AB}\) l'arc compris dans l'angle \(\measuredangle AOB\)
    et on dit que \(\measuredangle AOB\) est un angle central qui éclaire l'arc \(\overset{\Large\frown}{AB}\)
    Si l'angle \(\measuredangle AOB\) est orienté, on oriente l'arc \(\overset{\Large\frown}{AB}\) dans le même sens

    Caractéristiques

    Définition :
    La mesure (algébrique/orientée) d'un angle en radians est la mesure d'un arc qu'il éclaire du centre


    Propriétés


    Angles issus de l'intersection de deux droites

    Proposition :
    Deux droites sécantes coupent le plan en \(4\) angles, deux à deux opposés et deux à deux supplémentaires

    (Droite)

    Mesure

    Définition :
    Soit \(O\) le centre d'un cercle \(\mathcal C\) et \(A,B\in\mathcal C\) deux points de ce cercle
    On note \(\overset{\Large\frown}{AB}\) l'arc compris dans l'angle \(\measuredangle AOB\) et on dit que \(\measuredangle AOB\) est un angle central qui éclaire l'arc \(\overset{\Large\frown}{AB}\)
    Si l'angle \(\measuredangle AOB\) est orienté, on oriente \(\overset{\Large\frown}{AB}\) dans le même sens
    Cette définition ne dépend pas du cercle choisi

    Définition :
    La mesure (resp. Algébrique ou orientée) d'un angle en radians est la mesure (resp. Algébrique ou orientée) de l'arc qu'il éclaire du centre

    (Arc)

    Conservation par les isométries et similitudes

    Proposition :
    Les mesures (resp. Algébriques) des angles sont préservées par les isométries et similitudes

    (Isométrie, Similitude)

    Mesure orientée d'un angle et de son opposé

    Proposition :
    Un angle et son opposé ont la même mesure orientée

    ( opposé)

    Mesure d'un angle droit

    Proposition :
    La mesure d'un angle droit est \(\frac\pi2\)

    ( droit)

    Mesure d'un angle plat

    Proposition :
    La mesure d'un angle plat est \(\pi\)

    ( plat)

    Règle de Chasles

    $$\widehat{AOB}+{{\widehat{BOC} }}={{\widehat{AOC}\pmod{2\pi} }}$$

    Mesure orientée de l'angle supplémentaire

    Proposition :
    Si la mesure orientée d'un angle est \(\alpha\pmod{2\pi}\), alors la mesure orientée de son angle supplémentaire est $$\alpha-\pi\pmod{2\pi}$$


    Mesure d'angle entre deux droites

    Définition :
    La mesure d'angle orientée entre deux droites sécantes est définie modulo \(\pi\) comme suite : $$\measuredangle(D_1,D_2)=\measuredangle AOB\mod\pi\qquad\text{ si }\quad D_1=(OA) \quad\text{ et }\quad D_2=(OB)$$

    Définition :
    La mesure d'angle orientée entre deux droites parallèles (confondues ou pas) est \(0\pmod\pi\)


    Angles correspondants, alternes-internes et alternes-externes

    Définition :
    Deux droites parallèles et une droite sécante forment \(8\) angles :
    • \(4\) paires d'angles correspondants
    • \(2\) paires d'angles alternes-internes
    • \(2\) paires d'angles alternes-externes
    Proposition :
    Les angles correspondants, les angles alternes-internes et les angles alternes-externes sont égaux
    La somme de deux autres angles est \(\pi\)


    Dans un cercle

    Proposition :
    Soit \(4\) points \(A,B,C,D\) d'un cercle \(\mathcal C\)
    Nous avons l'égalité entre mesures orientées $${{\measuredangle([AB),[CD))}}={{\frac12(\overset{\Large\frown}{AC}+\overset{\Large\frown}{BD})}}$$


    Identification de points cocycliques ou alignes

    Proposition :
    Quatre points distincts sont cocycliques ou alignés si et seulement si on a l'égalité entre angles orientés $$\measuredangle ABC=\measuredangle ADC\pmod\pi$$

    (Points alignés, Cocyclisme - Points cocycliques)

    Notions liées

    Bissectrice

    Exercices

    On donne \((ABC)\triangle\), \(D\in[AC]\), \(E\in[BC]\), \(F\) tel que \((FA):(FB)\) bissectrices internes de \(\widehat{DAE}\) et \(\widehat{DBE}\)
    Montrer que $$\widehat{AFB}=\frac{\widehat{ADB}+\widehat{AEB}}2$$

    Schéma

    La somme des angles d'un triangle fait \(180°\) \(\to\) deux égalités avec \(\widehat{ADB}\) et \(\widehat{AEB}\)
    On sait que : $$\begin{align}\widehat{BAD}+\widehat{ADB}+\widehat{DBA}&=\pi\\ \widehat{BAE}+\widehat{AEB}+\widehat{EBA}&=\pi\end{align}$$

    On ajoute : $$\widehat{BAD}+\widehat{ADB}+\widehat{DBA}+\widehat{BAE}+\widehat{AEB}+\widehat{EBA}=2\pi$$

    On a \(\widehat{DBA}=\widehat{CBA}-\widehat{CBD}=\widehat{CBA}-2\widehat{CBF}\)
    Et de même \(\widehat{BAE}=\widehat{BAC}-2\widehat{FAC}\)
    Et donc en remplaçant dans l'égalité précédente : $$\begin{align}\widehat{BAC}+\widehat{ADB}+\left(\widehat{CBA}-2\widehat{CBF}\right)+\left(\widehat{BAC}-2\widehat{FAC}\right)+\widehat{AEB}+\widehat{CBA}&=2\pi\end{align}$$

    On recommence

    Et de plus : \(\widehat{CBA}=\widehat{CBF}+\widehat{FBA}\) et \(\widehat{BAC}=\widehat{BAF}+\widehat{FAC}\), donc en remplaçant on a :$$\begin{align}&&\widehat{ADB}+\widehat{AEB}&=2\pi-2\widehat{BAF}-2\widehat{FBA}\\ \quad\text{ et }\quad&&\widehat{BAF}+\widehat{FBA}+\widehat{AFB}&=\pi\end{align}$$ on a donc \(\widehat{ADB}+\widehat{AEB}=2\widehat{AFB}\)


    On donne \((ABC)\triangle\) et \(D\in[AC]\) tel que \(AB=AD\)
    Sachant que \(\widehat{ABC}-\widehat{ACB}=30°\), trouver \(\widehat{CBD}\)

    Schéma

    Triangle isocèle \(\to\) deux fois le même angle
    \((ABC)\triangle\) est isoscèle en \(A\), donc, si on note \(u=\widehat{ADB}=\widehat{ABD}\), $$\widehat{DAB}=\pi-2u$$

    Et, comme \(A,D,C\) sont alignés, $$\widehat{CDB}=\pi-u$$

    Et donc, si on note \(\varepsilon=\widehat{CBD}\), alors $$\begin{align} u+\varepsilon&=u-\varepsilon+\frac\pi6 \\ \implies\varepsilon&=\frac\pi{12}\end{align}$$


    On note \((ABC)\triangle\)
    La bissectrice interne en \(A\) et la bissectrice externe en \(B\) se coupent en \(D\)
    La parallèle à \((AB)\) par \(D\) coupe \((AC)\) en \(L\) et \((BC)\) en \(M\)
    1. Si \(LA=5\) et \(MB=7\), calculer \(LM\)
    2. Si \((ABC)\) isocèle en \(C\), calculer \(LM\)

    Schéma

    \(\widehat{CLM}=\widehat{ADM}\)

    Chercher des triangles isocèles par construction via les angles pour connaître des longueurs
    Par construction, \((LAD)\) est isocèle en \(L\), donc \(LA=LD\)
    De même, \((BMD)\) est isocèle en \(M\), donc \(BM=DM\)

    Pour la question 1., \(LM=2\) et pour la question 2., \(LM=\lvert LA-MD\rvert=\lvert LA-BM\rvert=0\) (\(M=L=C\))


    Le triangle \((ABC)\) est rectangle en \(C\)
    \(H\) le pied de la hauteur en \(C\) et \(M\) le milieu de \([AB]\)
    Montrer que \(\widehat{ACB}\) et \(\widehat{HCM}\) ont la même bissectrices

    Schéma

    Triangles similaires (quand deux des angles sont égaux entre eux, le troisième l'est aussi car la somme des angles dans un triangle est constante)
    \((ACB)\) et \((AHC)\) sont rectangles au deuxième sommet et ont le même angle en \(A\) (\(\widehat{CAH}=\widehat{CAB}\))
    Donc ils ont le même troisième angle, \(\widehat{CBA}=\widehat{HCA}\)

    Dans \((ABC)\), \(M\) est le centre du cercle circonscrit
    \(\Rightarrow\) \(MB=MC\) \(\Rightarrow\) \(\widehat{MCB}=\widehat{MCB}\)

    Soit \((CP)\) la bissectrice de \(\widehat{ACB}\)
    On a $$\begin{align}\widehat{MCP}&=\widehat{ACP}-\widehat{ACM}\\ &=\widehat{PCB}-\widehat{ACH}+\widehat{MCH}&&\quad\text{ car }\; P\text{ est bissectrice}\\ \\ &=\widehat{PCB}-\widehat{MCB}+\widehat{MCH}\\ &=\widehat{PCB}-\widehat{HCB}\\ &=\widehat{PCH}\end{align}$$
    \((CP)\) est donc la bissectrice de \(\widehat{PCH}\)



  • Rétroliens :
    • Affixe
    • Arc capable
    • Bissectrice
    • Points alignés
    • Quadrilatère convexe