Constructions à la Règle et au Compas | Géométrie Plane Seconde
Introduction aux constructions à la règle et au compas
Découvrez les méthodes fondamentales de construction géométrique
Principe des constructions à la règle et au compas
Règles de base
Les constructions à la règle et au compas sont des constructions géométriques qui ne peuvent utiliser que :
- Une règle non graduée (pour tracer des droites)
- Un compas (pour tracer des cercles)
On ne peut pas mesurer de longueurs ou des angles directement.
- Tracer une droite passant par deux points donnés
- Tracer un cercle de centre donné passant par un point donné
- Marquer le point d'intersection de deux droites, d'une droite et d'un cercle, ou de deux cercles
Construction d'un triangle connaissant ses trois côtés
Méthode pas à pas
Avant de construire, il faut vérifier que les trois longueurs vérifient l'inégalité triangulaire.
Soient les longueurs \(a\), \(b\) et \(c\). Le triangle est constructible si la plus grande longueur est strictement inférieure à la somme des deux autres.
Tracez un segment \([AB]\) de longueur \(c\) (la plus grande longueur si possible).
Tracez un cercle de centre \(A\) et de rayon \(b\).
Tracez un cercle de centre \(B\) et de rayon \(a\).
Le point \(C\) est un des points d'intersection des deux cercles.
Reliez \(C\) aux points \(A\) et \(B\) pour former le triangle.
Construction de la médiatrice d'un segment
Méthode pas à pas
Tracez le segment \([AB]\).
Tracez un cercle de centre \(A\) et de rayon supérieur à la moitié de \([AB]\).
Tracez un cercle de centre \(B\) et de même rayon.
Repérez les deux points d'intersection des cercles.
Tracez la droite passant par les deux points d'intersection.
Cette droite est la médiatrice du segment \([AB]\).
Construction de la bissectrice d'un angle
Méthode pas à pas
Tracez l'angle \(\widehat{AOB}\) avec un sommet \(O\) et deux côtés \([OA)\) et \([OB)\).
Tracez un arc de cercle de centre \(O\) qui coupe les deux côtés de l'angle en deux points \(A'\) et \(B'\).
Tracez un arc de cercle de centre \(A'\) avec un rayon arbitraire.
Tracez un arc de cercle de centre \(B'\) avec le même rayon.
Repérez le point d'intersection des deux derniers arcs.
Tracez la demi-droite partant de \(O\) et passant par le point d'intersection trouvé.
Cette demi-droite est la bissectrice de l'angle \(\widehat{AOB}\).
Applications concrètes
Utilisations pratiques
Les constructions à la règle et au compas permettent de trouver des points particuliers :
- Le centre du cercle circonscrit à un triangle (intersection des médiatrices)
- Le centre du cercle inscrit dans un triangle (intersection des bissectrices)
- Le centre de gravité d'un triangle (intersection des médianes)
- 1 Dessin technique et architecture
- 2 Cartographie et positionnement
- 3 Conception de structures géométriques
- 4 Problèmes d'équidistance
Exercice d'application
Problème complet
Construisez un triangle ABC tel que :
- AB = 6 cm
- BC = 5 cm
- AC = 4 cm
Après avoir vérifié l'existence du triangle, construisez-le à la règle et au compas.
Tracez ensuite la médiatrice du segment [AB] et la bissectrice de l'angle ABC.
Solution de l'exercice
Correction détaillée
Les longueurs sont : AB = 6 cm, BC = 5 cm, AC = 4 cm
La plus grande longueur est AB = 6 cm.
Vérifions : \( AB < BC + AC \) → \( 6 < 5 + 4 = 9 \) → VRAI
Donc un triangle ABC avec ces dimensions est possible.
1. Tracez un segment [AB] de 6 cm.
2. Tracez un cercle de centre A et de rayon 4 cm (rayon AC).
3. Tracez un cercle de centre B et de rayon 5 cm (rayon BC).
4. Le point C est un des points d'intersection des deux cercles.
5. Reliez A, B et C pour former le triangle ABC.
1. Tracez un cercle de centre A et de rayon supérieur à la moitié de [AB].
2. Tracez un cercle de centre B et de même rayon.
3. Tracez la droite passant par les deux points d'intersection des cercles.
Cette droite est la médiatrice de [AB].
1. Tracez un arc de cercle de centre B qui coupe [BA] en A' et [BC] en C'.
2. Tracez un arc de cercle de centre A' avec un rayon arbitraire.
3. Tracez un arc de cercle de centre C' avec le même rayon.
4. Tracez la demi-droite partant de B et passant par l'intersection des deux arcs.
Cette demi-droite est la bissectrice de l'angle ABC.
Résumé
Points clés
- Règle non graduée (pour tracer des droites)
- Compas (pour tracer des cercles)
- Triangle connaissant ses trois côtés
- Médiatrice d'un segment
- Bissectrice d'un angle
- Vérifier l'existence avant de construire
- Utiliser les intersections de cercles et de droites
- Suivre une méthode pas à pas
Conclusion
Félicitations !
Continuez à pratiquer pour renforcer vos compétences