Collège · 3ᵉ · Mathématiques
La trigonométrie dans le triangle rectangle
Cosinus, sinus, tangente : calculer une longueur ou un angle (programme de 3e)
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Exercice 1 — Rapports trigonométriques dans un triangle
/ 4 ptsLe triangle $RST$ est rectangle en $S$ avec $RS = 5{,}6$ cm et $ST = 3{,}3$ cm.
- Calcule la longueur $RT$.
- Donne les valeurs de cos SRT, sin SRT et tan SRT sous forme de fractions, puis arrondies au centième.
- Calcule la mesure de l'angle SRT, arrondie au degré.
- En déduire la mesure de l'angle STR sans nouvelle utilisation des touches trigonométriques, en justifiant.
Exercice 2 — Lecture d'un tableau : rampes d'accès
/ 4 ptsUn architecte contrôle trois rampes d'accès pour fauteuils roulants. Une rampe est conforme si son angle avec l'horizontale est inférieur à $2{,}9°$ (pente de $5\,\%$).
| Rampe | Longueur de la rampe (hypoténuse) | Hauteur à franchir |
|---|---|---|
| A | 4,20 m | 0,20 m |
| B | 6,50 m | 0,45 m |
| C | 2,50 m | 12 cm |
- Quel rapport trigonométrique permet de calculer l'angle de chaque rampe à partir des deux mesures du tableau ? Justifie.
- Calcule l'angle de la rampe A et celui de la rampe B, arrondis au dixième de degré. Sont-elles conformes ?
- La rampe C est-elle conforme ? Attention aux unités.
- Quelle longueur horizontale minimale faut-il prévoir pour franchir la hauteur de la rampe B de façon conforme ?
Exercice 3 — La charpente
/ 4 ptsLe pignon d'une maison est un triangle $ABC$ isocèle en $A$ dont la base $[BC]$ mesure $9{,}6$ m et dont l'angle ABC mesure $28°$. On note $H$ le milieu de $[BC]$. Le toit, formé des deux pans $[AB]$ et $[AC]$, a une profondeur de $12$ m.
- Explique pourquoi le triangle $ABH$ est rectangle en $H$ et calcule la hauteur $AH$ du pignon, arrondie au centimètre.
- Calcule la longueur $AB$ d'un pan de toit, arrondie au centimètre.
- Calcule la surface totale du toit (les deux pans).
- Il faut $14$ tuiles par m² et le couvreur commande $5\,\%$ de tuiles en plus pour la casse. Combien de tuiles commande-t-il ?
Exercice 4 — Vrai ou faux, avec justification
/ 4 ptsIndique si chaque affirmation est vraie ou fausse et justifie par un calcul ou une propriété.
- « sin $40° = 2 \times$ sin $20°$. »
- « Si cos B $= 0{,}6$, alors B $= 60°$. »
- « Dans un triangle rectangle, la tangente d'un angle aigu peut valoir $3$. »
- « Dans un triangle rectangle, si un angle aigu mesure $35°$, alors le cosinus de l'autre angle aigu vaut sin $35°$. »
Exercice 5 — Prise d'initiative — la hauteur de la tour
/ 4 ptsDepuis un point $P$ au sol, Inès voit le sommet $S$ d'une tour sous un angle de $35°$ par rapport à l'horizontale. Elle avance de $25$ m en ligne droite vers la tour jusqu'au point $Q$ ; elle voit alors le sommet sous un angle de $52°$. Ses yeux sont à $1{,}6$ m du sol. On note $d$ la distance, en mètres, entre $Q$ et le pied de la tour, et $h$ la hauteur du sommet au-dessus du niveau des yeux.
- Fais un schéma de la situation avec les deux triangles rectangles, les angles et les distances.
- Exprime $h$ en fonction de $d$ en utilisant l'angle de $52°$, puis en utilisant l'angle de $35°$.
- En déduire la valeur de $d$, arrondie au dixième de mètre.
- Calcule la hauteur totale de la tour, arrondie au mètre. Toute trace de recherche sera prise en compte.
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