Constructions à la Règle et au Compas | Géométrie Plane Seconde

Introduction aux constructions à la règle et au compas

CONSTRUCTIONS À LA RÈGLE ET AU COMPAS
Géométrie plane - Triangles

Découvrez les méthodes fondamentales de construction géométrique

Règle
Compas
Constructions

Principe des constructions à la règle et au compas

Règles de base

DÉFINITION ET RÈGLES
Définition

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.

Représentation des outils
Règle non graduée
Compas
Les constructions doivent être exactes et reproductibles.
Opérations autorisées
  • 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

ÉTAPE PAR ÉTAPE
Étape 1 : Vérifier l'existence du triangle

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.

Étape 2 : Tracer le premier côté

Tracez un segment \([AB]\) de longueur \(c\) (la plus grande longueur si possible).

Étape 3 : Tracer les cercles

Tracez un cercle de centre \(A\) et de rayon \(b\).

Tracez un cercle de centre \(B\) et de rayon \(a\).

Étape 4 : Trouver le troisième sommet

Le point \(C\) est un des points d'intersection des deux cercles.

Reliez \(C\) aux points \(A\) et \(B\) pour former le triangle.

Construction d'un triangle ABC avec AB = 5 cm, BC = 4 cm, AC = 3 cm
A
B
C

Construction de la médiatrice d'un segment

Méthode pas à pas

ÉTAPE PAR ÉTAPE
Étape 1 : Tracer le segment

Tracez le segment \([AB]\).

Étape 2 : Tracer les cercles

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.

Étape 3 : Trouver les intersections

Repérez les deux points d'intersection des cercles.

Étape 4 : Tracer la médiatrice

Tracez la droite passant par les deux points d'intersection.

Cette droite est la médiatrice du segment \([AB]\).

Construction de la médiatrice du segment [AB]
A
B
I
J

Construction de la bissectrice d'un angle

Méthode pas à pas

ÉTAPE PAR ÉTAPE
Étape 1 : Tracer l'angle

Tracez l'angle \(\widehat{AOB}\) avec un sommet \(O\) et deux côtés \([OA)\) et \([OB)\).

Étape 2 : Tracer un premier arc

Tracez un arc de cercle de centre \(O\) qui coupe les deux côtés de l'angle en deux points \(A'\) et \(B'\).

Étape 3 : Tracer deux arcs égaux

Tracez un arc de cercle de centre \(A'\) avec un rayon arbitraire.

Tracez un arc de cercle de centre \(B'\) avec le même rayon.

Étape 4 : Trouver l'intersection

Repérez le point d'intersection des deux derniers arcs.

Étape 5 : Tracer la bissectrice

Tracez la demi-droite partant de \(O\) et passant par le point d'intersection trouvé.

Cette demi-droite est la bissectrice de l'angle \(\widehat{AOB}\).

Construction de la bissectrice de l'angle AÔB
O
A
B
I

Applications concrètes

Utilisations pratiques

GÉOMÉTRIE ANALYTIQUE
Identifier des points particuliers

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)
PROBLÈMES DE VIE COURANTE
Applications concrètes
  • 1 Dessin technique et architecture
  • 2 Cartographie et positionnement
  • 3 Conception de structures géométriques
  • 4 Problèmes d'équidistance

Exercice d'application

Problème complet

ÉNONCÉ
Question

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

ÉTAPE 1 : VÉRIFICATION DE L'EXISTENCE
Inégalité triangulaire

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.

ÉTAPE 2 : CONSTRUCTION DU TRIANGLE
Méthode de construction

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.

ÉTAPE 3 : CONSTRUCTION DE LA MÉDIATRICE DE [AB]
Méthode de construction

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].

ÉTAPE 4 : CONSTRUCTION DE LA BISSECTRICE DE L'ANGLE ABC
Méthode de construction

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

RÈGLES DE BASE
Outils autorisés
  • Règle non graduée (pour tracer des droites)
  • Compas (pour tracer des cercles)
CONSTRUCTIONS FONDAMENTALES
Constructions principales
  • Triangle connaissant ses trois côtés
  • Médiatrice d'un segment
  • Bissectrice d'un angle
MÉTHODES DE CONSTRUCTION
Principes généraux
  • Vérifier l'existence avant de construire
  • Utiliser les intersections de cercles et de droites
  • Suivre une méthode pas à pas
Les constructions à la règle et au compas permettent de créer des figures géométriques exactes !

Conclusion

Félicitations !

FÉLICITATIONS !
MAÎTRISE DES CONSTRUCTIONS À LA RÈGLE ET AU COMPAS
Vous comprenez maintenant les méthodes fondamentales de construction géométrique !

Continuez à pratiquer pour renforcer vos compétences

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