Aire d'un hexagone régulier [juil 2022]

 Soit un hexagone régulier de coté c ; exprimer son aire en fonction de c².   




Engage les mathématiques

Quelle(s) notion(s) mathématique (s)  aurais-tu envie de mobiliser  ?






Utilise des mathématiques

Lemme
1 (à admettre ou démontrer)
Soit un hexagone régulier de coté c et de diagonale  d ;
alors    d = 2 c

Lemme 2

L'aire d'un triangle équilatéral de coté c est  c² √3/4

[1] Aire d'un triangle équilatéral, Le point, la règle et la droite

Lemme 3 (à admettre ou démontrer lorsque tu seras en études supérieures de mathématiques)

Soit un polygone simple et une droite coupant le polygone en deux parties. 
Alors, l'aire du polygone est la somme des aires des parties.  

 

Explore d'autres mathématiques 

Voici un ballon de football et un modèle mathématique. Sur le modèle, on reconnaît des hexagones. Et si tu cherchais à déterminer la longueur d'un fil pour assembler un ballon de football ? [1]

Ballon de football (source : Wikipedia "Ballon de football" CC BY SA)

[1] Longueur d'un fil pour assembler un ballon de football (Olympiades 2016), Le point, la règle et la droite


Réponse :  

La surface de l'hexagone régulier est 

  c² 3√3 / 2

Aire d'un pentagone régulier [juil 2022]

Soit un pentagone régulier de coté c.
Exprimer son aire en fonction de c².   

 



Engage les mathématiques

Quelle(s) notion(s) mathématique (s)  aurais-tu envie de mobiliser  ?






Utilise des mathématiques

Lemme (à admettre ou démontrer)
Soit φ = (1+√5) /2
Soit un pentagone régulier de coté c et de diagonale d  ;
alors d/c = φ 

Lemme : (à admettre ou démontrer)
théorème de Pythagore [1]

[1] Théorème de Pythagore - démonstration d'Euclide - démonstration indienne, Le point, la règle et la droite

 

Explore d'autres mathématiques 

Voici un ballon de football et un modèle mathématique. Sur le modèle, on reconnaît des pentagones. Et si tu cherchais à déterminer la longueur d'un fil pour assembler un ballon de football ? [1]

Ballon de football (source : Wikipedia "Ballon de football" CC BY SA)

[1] Longueur d'un fil pour assembler un ballon de football (Olympiades 2016), Le point, la règle et la droite

Réponse
Expression de l'aire d'un pentagone en fonction de son coté c :  
Soit   φ = (1+√5) /2 

La surface du pentagone régulier est 

c² [ 2φ √(3 − φ) + √(4φ + 3) ] / 4


Nombre d'or dans un pentagone [juil 2022]

Soit un pentagone régulier de côté c et de diagonale de longueur d

Soit φ le rapport d / c 

Montrer que  φ = (1+√5) /2 
φ est le nombre d'or.


Utilise des mathématiques

Propriétés* d'un pentagone régulier de côté c

  • toutes les diagonales sont de même longueur
  • chaque diagonale est parallèle à un côté du pentagone
  • deux diagonales issues d’un même sommet forment un losange avec les prolongements des deux côtés qui leurs sont respectivement parallèles

 



*Note : Lorsque l'on démontre ces "propriétés" à partir d'une définition [d'un pentagone régulier], les mathématiciens les désignent par "lemmes"


Engage les mathématiques

Quelle(s) notion(s) mathématique (s)  aurais-tu envie de mobiliser  ?







Note : 
cet exercice peut être utilisé pour résoudre l'exercice Longueur d'un fil pour assembler un ballon de football (Olympiades 2016), Le point, la règle et la droite

Brevet 2022, mathématiques, exercice N°1, question 2 [juil 2022]



" Une famille se promène au bord d'une rivière. Les enfants aimeraient connaître la largeur de la rivière. Ils prennent des repères et comptent les pas et dessinent un schéma. Déterminer, en nombre de pas, la largeur AC de la rivière"

Représente les mathématiques

Pour que le schéma soit fidèle, quelle(s) hypothèse(s) aimerais-tu faire ?





Formule les mathématiques

Soient deux segments CD et AB se coupant en E ;
l'angle (AC, AE) est droit ; 
l'angle (BE, BD) est droit ; 
EA = 20 ;  BE = 5  ; BD = 1.  

Déterminer AC.


Engage les mathématiques

Quelle(s) notion(s) mathématique (s)  aimerais-tu mobiliser  ?





Utilise des mathématiques 

Si tu as choisi d'engager le Théorème de Thalès, tu pourras en trouver une démonstration sur ce site  [1].

C'est la stratégie de résolution retenue de l'APMEP (association des professeurs de mathématiques de l'enseignement public) [cf. Explore les mathématiques]. 


[1] Théorème de Thalès  Le point, la règle et la droite

 

Animation de la résolution

Voici une animation de la résolution.

C'est une prise vidéo d'une expérience d'un module réalisé avec le logiciel Scratch. En tant que vidéo, cette animation n'est pas interactive et le rythme pédagogique t'est imposé.

Pour naviguer dans cette résolution à ton rythme, passe à l'étape "Implémente les mathématiques" ci-après.



Contrôle les mathématiques

l'angle (AC, AE) est droit ; 
l'angle (BE, BD) est droit ;  

Les droites AC et BD sont parallèles : le théorème de Thalès s'applique.


Implémente les mathématiques 
Pour naviguer dans la résolution à ton rythme, tu es invité.e à visiter le studio Scratch  Le sens et le goût des maths au collège.
Un module Scratch y est en partage [1] ; néanmoins, le module est épuré par rapport à l'animation sur "Utilise les mathématiques".
 La vidéo ci-dessous est une prise vidéo d'une expérience de ce module sur le site Scratch. 

 


 

Dans ce module, c'est le théorème de Thalès qui a été engagé pour résoudre la question 2 de l'exercice 1 de l'épreuve de mathématiques du Brevet 2022.

Tu es encouragé.e à  remixer ce module pour engager les "triangles semblables" ou l' "homothétie" et  installer des notes explicatives à ta main.

Un sprite "Coach" est préinstallé à cet effet.
Quand tu auras fini ton ouvrage, montre-le à tes camarades et à ton professeur.e.

[1] https://scratch.mit.edu/projects/766890262/


Interprète le résultat mathématique

Tu connais la notion de largeur d'un rectangle : un rectangle est un parallélogramme dont les angles sont droits. La largeur du rectangle est le plus petit coté. Quelle hypothèse aimerais-tu faire sur le cours de la rivière pour définir la largeur d'une rivière ?






Représente les mathématiques

Il est dit : "Les enfants aimeraient connaître la largeur de la rivière."
Mais quels pourraient bien être leurs besoins / motivations ? 







Ce billet a été créé à partir de l'énoncé original. On peut en imaginer des variations. En voici deux : 
  • la première reprend le scénario du Brevet mais en précisant comment les distances AE, BE, BD ont été mesurées [1]
  • la seconde est une adaptation du scénario du Brevet, avec des robots sur la planète Mars [2].

[1] Diversité pédagogique : Brevet 2022 (mathématiques), X-diversité, juillet 2022
[2] Récréation numérique (d'après le Brevet 2022), Le point, la règle et la droite

Explore d'autres mathématiques
Brevet 2022, mathématiques - Exercice N°1 question 3 , Le point, la régle et la droite
Brevet 2022, mathématiques - Exercice N°1 question 4, Le point, la régle et la droite
Brevet 2016, mathématiques, exercice N°5, Le point, la règle et la droite [oct 2016] 


Sujet et énoncé du Brevet 2022
Sur le site de l'Association des Professeurs de Mathématiques de l’Enseignement Public (APMEP)
Diplôme national du Brevet Métropole Antilles-Guyane 30 juin 2022
Corrigé du brevet des collèges Métropole Antilles-Guyane 30 juin 2022