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Définitions et propriétés
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42
À l'oral
Dans le quadrilatère \mathrm{ABCD}, on sait que \mathrm{(AB) // (CD)} et \mathrm{(AD) // (BC)}.
Compléter les phrases suivantes.
1. Ce quadrilatère est un
.
2. \mathrm{[AB]} est un
de \mathrm{ABCD}.
3. \mathrm{[AC]} est une
de \mathrm{ABCD}.
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43
À l'oral
\mathrm{ABCD} est un parallélogramme de centre \mathrm{I}.
1. Quelle est la longueur de \mathrm{[AD]}\,?
2. Quelle est la longueur de \mathrm{[CD]}\,?
3. Quelle est la longueur de \mathrm{[BI]}\,?
4. Citer des droites parallèles.
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44
\mathrm{ABDC} est un parallélogramme de centre \mathrm{I}.
Justifier si les affirmations suivantes sont nécessairement vraies ou fausses.
1. \mathrm{AI = IB}
2. \mathrm{AB = CD}
3. \mathrm{(AB) // (CD)}
4. \mathrm{IB = IC}
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45
Reproduire en vraie grandeur le parallélogramme \text{JOHN} ci-contre.
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46
Construire le parallélogramme \mathrm{FLAN} tel que \mathrm{FL = 4,7\ cm,}\mathrm{LA = 5,3\ cm\,} et \,\mathrm{\widehat{FLA} = 120^\circ}.
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47
\mathrm{PRIX} est un parallélogramme tel que \mathrm{PR} = 3\text{ cm},\mathrm{PI} = 6,5\text{ cm} et \mathrm{PX} = 5\text{ cm}.
1. Faire une figure à main levée.
2. Construire le parallélogramme \mathrm{PRIX}.
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48
Construire le parallélogramme \mathrm{SAXO} tel que \mathrm{SA = 4,8\ cm},\,\mathrm{AX = 3,5\ cm}\, et \,\mathrm{SX = 5,6\ cm}.
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49
1. Tracer un segment \text{[TO]} de longueur \mathrm{6\ cm.} 2. Placer le point \mathrm{I,} milieu de \text{[TO]}. 3. Placer un point \text{A} \notin \text{(TO)}. 4. Placer le point \mathrm{N} pour que \text{TAON} soit un parallélogramme.
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50
Reproduire en vraie grandeur le parallélogramme ci-contre.
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51
On souhaite construire un parallélogramme \mathrm{JOIE} tel que \mathrm{OE = 6\ cm},\mathrm{JI = 7\ cm}\, et \,\mathrm{\widehat{EOJ} = 60^\circ}.
1. Faire une figure à main levée.
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2. Pour construire le parallélogramme en vraie grandeur, effectuer les étapes suivantes.
a. Tracer le segment \mathrm{[OE]} et placer son milieu \mathrm{M}. b. Construire une demi-droite \mathrm{[O}x) telle que \widehat{\mathrm{EO}x} = 60^{\circ}. c. À l'aide du compas, tracer un arc de cercle de centre \mathrm{M} et de rayon 3,5\ \mathrm{cm} qui coupe la demi-droite \mathrm{[O}x) en \mathrm{J}. d. Finir la construction du parallélogramme en utilisant le parallélisme des côtés opposés.
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3. Pourquoi a-t-on utilisé un rayon de 3,5\ \mathrm{cm} pour construire l'arc de cercle ?
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52
Construire un parallélogramme \mathrm{ASIE} tel que \mathrm{AI = 10\ cm},\,\mathrm{ES = 8\ cm}\, et \,\mathrm{\widehat{IAS} = 40^\circ}.
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53
Construire le parallélogramme \mathrm{CERF} de centre \mathrm{I} tel que \text{CR = 7\ cm},\text{EF = 6\ cm}\, et \,\mathrm{\widehat{EIR} = 55^\circ}.
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54
\mathrm{ZERO} est un parallélogramme tel que \mathrm{ZE = 6,5\ cm}\, et \,\mathrm{ER = 3,1\ cm}.
1. Justifier que \mathrm{(RO)} et \mathrm{(ZE)} sont parallèles.
2. Déterminer la longueur du segment \mathrm{[ZO]}. Justifier.
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55
Démontrer que \text{ZEBU} est un parallélogramme.
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56
\mathrm{LYON} est un quadrilatère tel que
\mathrm{LY = ON = 5\ cm}\, et \,\mathrm{LN = OY = 4\ cm}.
Démontrer que \mathrm{LYON} est un parallélogramme.
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57
\mathrm{OEIL} est un quadrilatère de centre \mathrm{A} tel que \mathrm{OI = 38\ mm},\,\mathrm{EA = AL = 25\ mm}\, et \,\mathrm{OA = 2\ cm}.
Malek prétend que \mathrm{OEIL} est un parallélogramme. A-t-elle raison ? Justifier.
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58
\mathrm{C_1} et \mathrm{C_2} sont deux cercles de centre \mathrm{I} et de rayons respectifs \mathrm{3,5\ cm}\, et \,\mathrm{4,5\ cm}. \mathrm{[JU]} est un diamètre du cercle \mathrm{C_1}. \mathrm{[OR]} est un diamètre du cercle \mathrm{C_2} tel que \mathrm{J \notin [OR]}.
Quelle est la nature du quadrilatère \mathrm{JOUR}\,?
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59
\mathrm{ZEUS} est un parallélogramme tel que \mathrm{\widehat{ZEU} = 60^\circ},\,\mathrm{ZE = 7,4\ cm} et \mathrm{ZS = 4\ cm}.
1. Quelle est la longueur de [\mathrm{SU}]\,? Justifier.
2. Quelle est la mesure de \widehat{\mathrm{USZ}}\,? Justifier.
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60
\mathrm{HERA} est un quadrilatère tel que \mathrm{HE = RA},\mathrm{RE = 4\ cm},\,\mathrm{RA = 6,9\ cm}\, et \,\mathrm{(HE) // (RA)}.
1. Justifier que \mathrm{HERA} est un parallélogramme.
2. Quelle est la longueur de \mathrm{[HA]}\,? Justifier.
3. Montrer que \mathrm{(HA)} et \mathrm{(ER)} sont parallèles.
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61
Romain voudrait s'assurer que sa planche à repasser est parfaitement horizontale, mais il ne possède qu'un mètre ruban.
Que doit-il mesurer ?
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62
Léo a tracé le triangle \text{RST} ci-dessous et a placé le point \text{I} au milieu du segment \text{[RT]}.
Il construit le point \text{U}, symétrique de \text{S} par rapport à \text{I}.
1. a. Que peut-on dire de \text{I} par rapport à \text{[SU]}\,?
b. Démontrer que \text{STUR} est un parallélogramme.
2. Donner une autre méthode pour justifier que \text{STUR} est un parallélogramme.
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63
Claudio a commencé la figure suivante de sorte que les droites (d_1) et (d_2) sont parallèles.
Donner deux méthodes différentes qui permettent de construire le point \mathrm{D} tel que \mathrm{ABCD} soit un parallélogramme.
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64
Construire un parallélogramme \mathrm{SOIE} uniquement avec une règle non graduée et un compas.
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Parallélogrammes particuliers
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65
À l'oral
Nommer et donner en justifiant la nature des quadrilatères de la figure suivante.
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66
À l'oral
Vrai ou faux ?
1. Un rectangle est toujours un parallélogramme.
\quad\quad
2. Un parallélogramme est toujours un carré.
\quad\quad
3. Un losange est toujours un carré.
\quad\quad
4. Un rectangle est toujours un losange.
\quad\quad
5. Un carré est toujours un parallélogramme.
\quad\quad
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67
Compléter les phrases suivantes.
1. Si les diagonales d'un quadrilatère
, alors c'est un parallélogramme.
2. Si les diagonales d'un parallélogramme
, alors c'est un losange.
3. Si un rectangle a deux côtés consécutifs
, alors c'est un carré.
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68
Compléter les phrases suivantes.
1. Pour savoir si un parallélogramme est un losange, il suffit de vérifier que les diagonales sont
.
2. Pour savoir si un losange est un carré, il suffit de vérifier que les diagonales sont
.
3. Pour savoir si un parallélogramme est un rectangle, il suffit de vérifier que deux côtés
.
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69
Dans chaque cas, donner la nature exacte du quadrilatère.
1. Je suis un parallélogramme avec un angle droit.
2. Je suis un losange et un rectangle.
3. Je suis un rectangle avec des diagonales perpendiculaires.
4. Je suis un parallélogramme avec deux côtés consécutifs égaux.
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70
Construire chacune des figures suivantes.
1. Un carré \mathrm{REAL} tel que \mathrm{EL} = 6\text{ cm}.
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2. Un losange \mathrm{ROMB} tel que \mathrm{RM = 6 cm}\, et \,\mathrm{OB = 4\ cm}.
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3. Un rectangle \mathrm{CAKE} tel que \mathrm{CA = 4,8\ cm}\, et \,\mathrm{CK = 7\ cm}.
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4. Un losange \mathrm{ABCD} de centre \mathrm{O} tel que \,\mathrm{AB = 5,4\ cm}\, et \,\mathrm{BO = 3,1\ cm}.
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71
Construire chacune des figures suivantes.
1. Un losange tel que ses diagonales mesurent 5\text{ cm} et 3,8\text{ cm}.
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2. Un rectangle dont les diagonales mesurent 6\text{ cm}.
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3. Un carré dont une diagonale mesure 3\text{ cm}.
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72
Parmi ces quadrilatères, lesquels sont des rectangles ? Des losanges ? Justifier.
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73
1. Construire un parallélogramme \mathrm{IJKL} tel que \mathrm{IJ = IL = 5\ cm.}
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2. Quelle est la nature de \mathrm{IJKL}\,? Justifier.
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74
\mathrm{EXIT} est un parallélogramme de centre \mathrm{O} tel que \widehat{\mathrm{EOX}} = 90^{\circ}.
Quelle est la nature de \mathrm{EXIT}\,?
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75
Les quatre faces de la pyramide du Louvre sont des triangles équilatéraux dans lesquels on peut voir un empilement de losanges.
Construire une représentation d'une face de cette pyramide. Pour cette représentation, on tracera un triangle équilatéral de côté 8\text{ cm} et des losanges de côté 2\text{ cm}.
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76
\mathrm{PUMA} est un rectangle tel que \mathrm{PU = UM}.
Quelle est la nature de \mathrm{PUMA}\,?
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77
\mathrm{JUIN} est un parallélogramme tel que \mathrm{JI = UN}.
Quelle est la nature de \mathrm{JUIN}\,?
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78
Copie d'élève
On souhaite montrer que le quadrilatère \mathrm{LOIN} est un rectangle.
Voici la copie de Swan.
Le quadrilatère \mathrm{LOIN} est un parallélogramme car on voit que \mathrm{(LO) = (NI)} et l'angle \,\mathrm{\widehat{LNI}}\, est droit.
Identifier et corriger les erreurs de Swan.
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79
Soit \mathcal{C} un cercle de centre \mathrm{O} et de diamètre [\mathrm{AE}].
Soit [\mathrm{JD}] un autre diamètre de ce cercle.
1. Quelle est la nature de \mathrm{JADE}\,?
2. On suppose maintenant que (\mathrm{AE}) \perp (\mathrm{JD}). Quelle est alors la nature de \mathrm{JADE}\,? Justifier.
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80
\mathrm{GNOU} est un parallélogramme tel que \text{GO} = 4\text{ cm}\, et \,\text{GN = NO = 3\ cm}.
1. Faire une figure en vraie grandeur.
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2. Quelle est la nature de \mathrm{GNOU}\,? Justifier.
3. Que peut-on dire des droites (\text{GO}) et (\text{NU})\,?
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81
Dans la figure ci-dessous, \text{STOP} est un rectangle tel que \text{TP = 5\ cm}\, et \,\text{SUMO} est un carré.
Quelle est la longueur de [\text{OM}]\,? Justifier.
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82
On considère un triangle \mathrm{MIO} rectangle en \mathrm{I}.
On construit les points \mathrm{L} et \mathrm{E}, images respectives des points \mathrm{M} et \mathrm{O} par la symétrie centrale de centre \mathrm{I}.
Quelle est la nature du quadrilatère \mathrm{MOLE}\,?
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83
On a quatre allumettes identiques.
Comment les disposer de sorte que les extrémités inflammables soient les sommets d'un rectangle non carré ?
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84
Dans la barrière extensible ci-contre, les baguettes sont fixées entre elles par des vis situées à égale distance.
Pourquoi peut-on affirmer que les baguettes jaunes sont toujours parallèles entre elles ?
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85
1. Construire une figure telle que :
a.\text{MALO} est un parallélogramme quelconque ;
b.\text{MARY} est un rectangle non carré ;
c.\text{MOTS} est un losange non carré ;
d.\text{LOGE} est un carré.
2. Donner quatre droites parallèles entre elles.
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Aire d'un parallélogramme
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86
À l'oral
Sur lesquels de ces parallélogrammes visualise-t-on une hauteur ?
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87
À l'oral
Compléter les égalités suivantes.
1.18\ \text{cm}^2 =
\text{dm}^2
2.400\ \text{cm}^2 =
\text{m}^2
3.
\text{dm}^2 = 5\ \text{dam}^2
4.8\ 300\ \text{hm}^2 =
\text{km}^2
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88
À l'oral
Compléter les égalités suivantes.
1.17,3\ \text{m}^2 =
\ \text{dm}^2
2.0,352\ \text{dam}^2 =
\ \text{dm}^2
3.0,000\ 7\ \text{hm}^2 =
\ \text{m}^2
4.555\ \text{cm}^2 =
\ \text{dm}^2
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89
Quelle est l'aire d'un parallélogramme :
1. de base \mathrm{4\ cm} et de hauteur \mathrm{7\ cm}\,?
2. de base \mathrm{12\ m} et de hauteur \mathrm{3\ m}\,?
3. de base \mathrm{10\ dm} et de hauteur \mathrm{27,5\ cm}\,?
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90
Le parallélogramme \text{DOUX} ci-dessous est tel que \text{DX} = 2,8\text{ cm},\,\text{DO} = 4,5\text{ cm}\, et \,\text{OJ} = 2,7\text{ cm}.
Calculer l'aire du parallélogramme \text{DOUX}.
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91
Le quadrilatère \text{RAME} ci-dessous est un parallélogramme tel que \text{RE = 4,1\ cm},\,\text{IA = 3,4\ cm}\, et \,\text{IE = 6\ cm}.
Calculer l'aire du parallélogramme \text{RAME}.
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92
Compléter les phrases suivantes.
1. Un parallélogramme d'aire 64\text{ cm}^2 et de hauteur 8\text{ cm} a une base de
.
2. Un parallélogramme dont la base mesure 16\text{ dm} et la hauteur
a une aire de 1,6\text{ dm}^2.
3. Un losange de 1,2\text{ mm} de côté et de hauteur 12\text{ mm} a une aire de
.
4. Un carré de
de côté a une aire de 0,49\text{ km}^2.
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93
On souhaite démontrer la propriété suivante : « Si \mathrm{ABCD} est un parallélogramme, alors les triangles \mathrm{ADC} et \mathrm{ACB} ont la même aire. »
On appelle \mathrm{M} le milieu de \mathrm{[AC]}.
1. Justifier que les points \mathrm{B} et \mathrm{D} sont symétriques par rapport au point \mathrm{M}.
2. Que peut-on alors dire des deux triangles \mathrm{ABC} et \mathrm{ACD}\,? Justifier.
3. Conclure.
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94
Copie d'élève
Colombe a calculé l'aire du parallélogramme \mathrm{FORT}. Voici sa copie.
\mathrm{Aire = base \times hauteur} \mathrm{Aire = 50 \times 2,8} \mathrm{Aire = 140}
L'aire est 140.
Expliquer ses erreurs et proposer une correction.
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95
Le drapeau de Trinité-et-Tobago a la forme d'un rectangle à l'intérieur duquel on trouve deux parallélogrammes blancs de part et d'autre d'un parallélogramme noir. La longueur du rectangle \mathrm{ABCD} est \mathrm{AB = 1\text{ m}} et sa largeur est \mathrm{AD = 60\text{ cm}}.
On donne les dimensions suivantes :
\mathrm{DJ = IF = EG = HB = 5,2\text{ cm}}\, et \,\mathrm{JI = GH = 20,2\text{ cm}}.
1. Calculer l'aire totale du drapeau en \text{cm}^2.
2. Calculer l'aire du parallélogramme \mathrm{GHIJ}.
3. Calculer de deux façons différentes l'aire d'un parallélogramme blanc.
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96
Exercice inversé
Florian a écrit : « L'aire du parallélogramme est 56\text{ cm}^2. »
Proposer un énoncé, avec une figure, auquel il aurait pu répondre.
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97
Dessiner des parallélogrammes en respectant les conditions données.
1. L'aire est 2~500\text{ mm}^2 et la hauteur 50\text{ mm}.
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2. L'aire est 0,63\text{ dm}^2 et la base 0,7\text{ dm}.
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98
\mathrm{OPUS} est un parallélogramme d'aire \mathrm{38\ m^2}.
1. Quelle est l'aire du triangle \mathrm{PUO ?}
2. Quelle est l'aire du triangle \mathrm{PUS ?}
3. Déterminer deux autres triangles qui ont la même aire que les triangles précédents.
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99
Calculer l'aire de la surface bleue ci-contre, composée d'un carré de côté 4\text{ cm} et de quatre parallélogrammes de hauteur 2\text{ cm}.
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100
Calculer l'aire de la surface orange.
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101
Construire un carré qui a la même aire que la surface colorée.
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102
Un artisan souhaite repeindre le logo sur la façade de son entreprise. Ce logo est réalisé à partir de deux parallélogrammes.
Quelle est l'aire de la surface à peindre en vert ?
À peindre en violet ?