Le théorème de Pythagore dans un repère orthonormé.
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Cours de Mathématiques : « Distance de deux points », proposé par ndolomathndolomath
Distance de deux points
💡 Idée principale : Dans un repère orthonormé, la distance entre deux points se calcule avec leurs coordonnées grâce au théorème de Pythagore : .
Ce que tu vas apprendre
Calculer la norme d’un vecteur dans un repère orthonormé.
Calculer la distance entre deux points.
Déterminer la nature d’un triangle à partir des coordonnées de ses sommets.
Vérifier qu’un point appartient à un cercle.
Pourquoi cette leçon ?
Un GPS calcule à chaque instant la distance entre ta position et ta destination à partir de coordonnées. Le même calcul, basé sur Pythagore, permet de mesurer une longueur sur un plan sans règle.
Prérequis : vérifie tes bases
1
Énonce le théorème de Pythagore et sa réciproque.
2
Calcule les coordonnées de pour et .
3
Calcule et (forme simplifiée).
Situation problème : Le forage du village
Sur la carte d’un village du Nord, en unités de 100 m, l’école est en , le centre de santé en et le marché en . On veut creuser un forage en . Le forage est-il à égale distance de l’école et du centre de santé ? Quelle est la distance, en mètres, entre l’école et le marché ?
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Activité d’apprentissage
Dans un repère orthonormé, on donne et . On place .
Quelle est la nature du triangle ? Justifie.
Calcule et à l’aide des coordonnées.
Déduis-en avec le théorème de Pythagore.
Exprime en fonction de et , puis réponds aux questions de la situation problème.
R1
Norme d’un vecteur
Dans un repère orthonormé, si , la norme (longueur) de est :
Exemple à traiter : Calcule la norme des vecteurs , et .
R2 · Distance de deux points
Dans un repère orthonormé :
Exemple à traiter : Calcule avec et , puis avec et .
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R3
Nature d’un triangle
On calcule les trois longueurs (ou leurs carrés) : • deux longueurs égales : triangle isocèle ; trois : équilatéral ; • si le carré du plus grand côté est égal à la somme des carrés des deux autres : triangle rectangle (réciproque de Pythagore).
Exemple à traiter : On donne , , . Calcule , et , puis donne la nature du triangle .
R4
Point d’un cercle
Un point appartient au cercle de centre et de rayon si et seulement si .
Exemple à traiter : Le point appartient-il au cercle de centre et de rayon 5 ?
Erreurs fréquentes
⚠ Repère non orthonormé
La formule de la distance ne s’applique que dans un repère orthonormé.
⚠ Racine d’une somme
et non .
Exercice d’application
On donne , , . Calcule , et . Quelle est la nature du triangle ?
Calcule le rayon du cercle de centre passant par . Le point est-il sur ce cercle ?
Dans la situation problème, calcule et et conclus.
À retenir
En repère orthonormé : . Pour la nature d’un triangle, on compare les carrés des longueurs.