Sécante, tangente ou extérieure : tout dépend de la distance au centre.
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Cours de Mathématiques : « Positions relatives d’une droite et d’un cercle », proposé par ndolomathndolomath
Droite et cercle
💡 Idée principale : La position d’une droite par rapport à un cercle dépend de la distance entre le centre et la droite, comparée au rayon : deux points communs si , un seul si , aucun si .
Ce que tu vas apprendre
Calculer ou mesurer la distance du centre d’un cercle à une droite.
Déterminer la position relative d’une droite et d’un cercle.
Construire une droite sécante, tangente ou extérieure à un cercle.
Pourquoi cette leçon ?
Une route droite passe près d’un rond-point circulaire : va-t-elle le traverser, le frôler ou passer à côté ? Il suffit de comparer la distance du centre à la route avec le rayon du rond-point.
Prérequis : vérifie tes bases
1
Construis la distance d’un point à une droite.
2
Rappelle la définition d’un cercle de centre et de rayon .
3
Compare et lorsque est à l’intérieur d’un cercle.
Situation problème : Le rond-point et la nouvelle route
À Garoua, un rond-point circulaire a un rayon de 25 m. Les ingénieurs hésitent entre trois tracés rectilignes pour une nouvelle route, situés respectivement à 18 m, 25 m et 32 m du centre du rond-point. Pour chaque tracé, la route coupe-t-elle le rond-point, le frôle-t-elle, ou passe-t-elle à côté ?
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Activité d’apprentissage
On trace un cercle de centre et de rayon 3 cm, puis trois droites , , situées à 2 cm, 3 cm et 4 cm de .
Pour chaque droite, compte les points communs avec le cercle.
Construis le pied de la perpendiculaire à issue de . Où se trouve par rapport au cercle ?
Pour un point de , compare avec 3 cm. Justifie.
Réponds à la question des ingénieurs.
R1
Trois positions possibles
Soit un cercle de centre et de rayon , et la distance de à la droite : • si : est sécante au cercle (deux points communs) ; • si : est tangente au cercle (un seul point commun) ; • si : est extérieure au cercle (aucun point commun).
Exemple à traiter : Un cercle a un rayon de 5 cm. Donne la position d’une droite située à 3 cm, 5 cm puis 7,5 cm du centre.
R2 · Corde
Si la droite est sécante en et , le segment est une corde. Le pied de la perpendiculaire issue de est le milieu de , et (Pythagore).
Exemple à traiter : Un cercle de rayon 10 cm est coupé par une droite située à 6 cm du centre. Calcule la longueur de la corde.
Erreurs fréquentes
⚠ Comparer avec le diamètre
On compare la distance au centre avec le rayon, pas avec le diamètre.
⚠ Mesurer en biais
La distance du centre à la droite se mesure perpendiculairement à la droite.
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Exercice d’application
Trace un cercle de rayon 2,5 cm, puis une droite sécante, une droite tangente et une droite extérieure.
Un cercle de centre a un rayon de 13 cm. Une corde mesure 24 cm. Calcule la distance de à la droite .
Réponds à la situation problème.
À retenir
Distance du centre à la droite et rayon : sécante, tangente, extérieure.