Sixième, programme français à Montréal • Exercices corrigés

Fiche de révision : géométrie et grandeurs en Sixième

La géométrie de Sixième se corrige presque toujours sur la même chose : l'élève a bien vu la figure, mais il écrit « la droite [AB][AB] mesure 55 cm », il oublie la moitié de la définition de la médiatrice, et il convertit 11 m2^{2} en 100100 cm2^{2}.

Cette fiche laisse le cours dans le cahier et rassemble les gestes qui rapportent des points : choisir la bonne notation, citer la propriété avant de conclure, coder la figure, et appliquer le carré du facteur aux aires.

Le fil du chapitre

En Sixième, les points ne se perdent presque jamais sur la figure : ils se perdent sur la NOTATION, sur la propriété qu'on ne cite pas, et sur l'unité d'aire qu'on convertit comme une longueur.

Ce chapitre fait partie de Mathématiques en Sixième

L'essentiel

Trois notations, trois objets différents

  • (AB)(AB) est une DROITE : elle passe par AA et BB et ne s'arrête nulle part.
  • [AB][AB] est un SEGMENT : la portion comprise entre AA et BB, extrémités comprises.
  • ABAB est une LONGUEUR : c'est un nombre, il se compare et se calcule, mais il ne se trace pas.
  • [AB)[AB) est une demi-droite : elle part de AA, passe par BB et continue.
(AB) : la droite, elle ne s'arrête jamaisAB[AB] : le segment, de A à B seulementAB : la longueur, c'est un NOMBREAB = 4 cm
Le même couple de points donne trois objets : une droite qui déborde, un segment qui s'arrête, et une longueur qui n'est qu'un nombre.

Une phrase qui mélange les trois, comme « la droite [AB][AB] mesure 55 cm », coûte le point de notation même quand la figure est juste. Le crochet dit qu'on s'arrête, la parenthèse dit qu'on continue.

Les propriétés qui décident, à citer telles quelles

  • Deux droites perpendiculaires à une même troisième sont PARALLÈLES entre elles.
  • Si deux droites sont parallèles, toute perpendiculaire à l'une est perpendiculaire à l'autre.
  • Par un point donné, il passe une seule perpendiculaire et une seule parallèle à une droite donnée.
  • La médiatrice d'un segment est perpendiculaire à ce segment ET passe par son milieu : deux conditions, jamais une seule.

En Sixième, on ne démontre pas encore, mais on JUSTIFIE : citer la propriété rapporte le point, mesurer sur le dessin ne rapporte rien et coûte parfois le point de méthode.

La symétrie axiale et les axes des figures usuelles

  • La symétrie axiale conserve les longueurs, les angles, les aires et l'alignement : la figure obtenue est superposable à celle de départ.
  • Un point situé SUR l'axe est son propre symétrique.
  • Nombre d'axes de symétrie : carré 44, rectangle 22, losange 22, triangle équilatéral 33, triangle isocèle 11, parallélogramme quelconque 00, cercle une infinité.
  • Dans le nom AOB^\widehat{AOB}, la lettre du MILIEU est le sommet de l'angle.

Le parallélogramme est le piège de la liste : il a un centre de symétrie, mais aucun axe. Le rectangle en a deux, ses médianes, jamais ses diagonales.

Périmètre, aire, volume : trois grandeurs, trois unités

  • Le périmètre est une longueur, en cm ; l'aire est une surface, en cm2^{2} ; le volume est en cm3^{3}.
  • Rectangle : périmètre 2×(L+)2\times(L+\ell), aire L×L\times \ell. Cercle : périmètre 2×π×R2\times\pi\times R.
  • Triangle rectangle : l'aire est la MOITIÉ du rectangle correspondant.
  • 11 m2=10000^{2}=10\,000 cm2^{2} et 11 dm3=1000^{3}=1000 cm3=1^{3}=1 L : le facteur est au carré pour les aires, au cube pour les volumes.

Deux figures peuvent avoir le même périmètre et des aires très différentes. Un énoncé qui parle de clôture demande un périmètre, un énoncé qui parle de gazon, de peinture ou de carrelage demande une aire.

Les pièges qui coûtent des points

Les erreurs ci-dessous sont celles que je corrige le plus souvent en séance. Chacune coûte des points sur une copie, même quand le raisonnement est juste.

1. Mélanger droite, segment et longueur

0,5 point par phrase, et cela se répète sur toute la copie

Ce qu'il ne faut pas écrire

« La droite [AB][AB] mesure 55 cm. »

Ce qu'il faut écrire

« Le segment [AB][AB] a pour longueur AB=5AB=5 cm. »

Pourquoi : Une droite n'a pas de longueur, elle est illimitée. Le correcteur lit la notation avant la figure : c'est le premier signal de sérieux.

2. Définir la médiatrice avec une seule condition

1 point de définition, et la construction qui suit est fausse

Ce qu'il ne faut pas écrire

« La médiatrice de [AB][AB] est la droite qui passe par le milieu de [AB][AB]. »

Ce qu'il faut écrire

« La médiatrice de [AB][AB] est la droite perpendiculaire à [AB][AB] ET passant par son milieu. »

ABMABMpasse par M : ce n'est pas assezpar M ET perpendiculairepas la médiatricela médiatrice
À gauche, une droite qui passe bien par le milieu MM mais n'est pas perpendiculaire : ce n'est pas la médiatrice. À droite, les deux conditions sont réunies.

Pourquoi : Une infinité de droites passent par le milieu d'un segment. La perpendicularité est ce qui rend la médiatrice unique, donc constructible.

3. Nommer un angle sans mettre le sommet au milieu

0,5 point, et une mesure reportée sur le mauvais angle

Ce qu'il ne faut pas écrire

« L'angle OAB^\widehat{OAB} », alors que le sommet est OO.

Ce qu'il faut écrire

« L'angle AOB^\widehat{AOB} : la lettre du milieu est le sommet. »

Pourquoi : Le nom d'un angle désigne deux demi-droites issues d'un même point. Changer la lettre du milieu change complètement l'angle désigné.

4. Croire que le rectangle a quatre axes de symétrie

1 point, et souvent deux lignes du tableau à compléter

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Le rectangle a 44 axes de symétrie, comme le carré : ses côtés et ses diagonales. »

Ce qu'il faut écrire

« Le rectangle a exactement 22 axes de symétrie, les droites qui joignent les milieux de deux côtés opposés. »

Pourquoi : Plier un rectangle non carré le long d'une diagonale ne superpose pas les deux moitiés. Le test se fait par pliage mental, pas par symétrie apparente.

5. Confondre périmètre et aire

2 points, et l'unité fausse en prime

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Le périmètre d'un rectangle de 55 cm sur 33 cm est 1515 cm. »

Ce qu'il faut écrire

« L'AIRE vaut 5×3=155\times 3=15 cm2^{2} ; le PÉRIMÈTRE vaut 2×(5+3)=162\times(5+3)=16 cm. »

Pourquoi : L'unité trahit toujours l'erreur : un périmètre s'exprime en cm, une aire en cm2^{2}. Lire l'unité de la réponse avant de la recopier évite la moitié des erreurs du chapitre.

6. Convertir une aire comme une longueur

2 points, et un résultat cent fois trop petit

Ce qu'il ne faut pas écrire

« 11 m2=100^{2}=100 cm2^{2}, puisque 11 m =100=100 cm. »

Ce qu'il faut écrire

« 11 m2=100×100=10000^{2}=100\times 100=10\,000 cm2^{2} : le facteur est au CARRÉ pour une aire. »

1 dm = 10 cm1 dm100 carreaux de 1 cm carré
Un carré de 11 dm de côté contient dix rangées de dix carreaux de 11 cm2^{2} : 100100 carreaux, pas 1010.

Pourquoi : Une aire se mesure dans les deux directions à la fois. Multiplier la longueur par 100100 multiplie l'aire par 100×100100\times 100, et le volume par 100×100×100100\times 100\times 100.

7. Oublier la moitié dans l'aire d'un triangle rectangle

1,5 point, et un résultat deux fois trop grand

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Les côtés de l'angle droit mesurent 66 cm et 44 cm, donc l'aire est 2424 cm2^{2}. »

Ce qu'il faut écrire

« L'aire est la moitié de celle du rectangle : 6×42=12\dfrac{6\times 4}{2}=12 cm2^{2}. »

Pourquoi : Le triangle rectangle est exactement la moitié du rectangle construit sur ses deux côtés de l'angle droit. Le dessin de ce rectangle au brouillon rend l'oubli impossible.

8. Prendre le diamètre pour le rayon dans le périmètre du cercle

1,5 point, et un résultat deux fois trop grand

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Le cercle a 1010 cm de diamètre, donc son périmètre est 2×π×1062,82\times\pi\times 10\approx 62{,}8 cm. »

Ce qu'il faut écrire

« Le rayon vaut 55 cm, donc le périmètre est 2×π×531,42\times\pi\times 5\approx 31{,}4 cm. »

Pourquoi : La formule est écrite avec le rayon. Quand l'énoncé donne le diamètre, on écrit d'abord R=D2R=\dfrac{D}{2} sur une ligne à part, avant toute autre chose.

9. Mesurer sur la figure au lieu de citer la propriété

1 point de justification, même quand la conclusion est bonne

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Les droites sont parallèles parce qu'on le voit bien sur le dessin. »

Ce qu'il faut écrire

« (d1)(d_1) et (d2)(d_2) sont toutes deux perpendiculaires à (d)(d), donc elles sont parallèles entre elles. »

Pourquoi : Une figure n'est jamais une preuve : elle peut être mal tracée, et l'écart de deux degrés ne se voit pas. C'est la première année où le barème sépare la réponse de sa justification.

10. Croire que la symétrie change les mesures

1 point, et toutes les questions de calcul qui suivent

Ce qu'il ne faut pas écrire

« Après une symétrie axiale, la figure est retournée, donc son aire change. »

Ce qu'il faut écrire

« La symétrie axiale conserve les longueurs, les angles et les aires : la figure image est superposable à la figure de départ. »

Pourquoi : Le retournement change l'orientation, pas les mesures. C'est ce qui autorise à calculer sur la figure d'origine plutôt que sur son image.

Quelle méthode choisir

Quelle propriété citer pour justifier

On regarde ce que l'énoncé DONNE, et ce qu'il demande de conclure.

  • Si deux droites sont perpendiculaires à une même troisième conclure qu'elles sont parallèles entre elles

    Exemple : (d1)(d)(d_1)\perp(d) et (d2)(d)(d_2)\perp(d), donc (d1)(d2)(d_1)\parallel(d_2)

  • Si deux droites sont parallèles et une troisième est perpendiculaire à l'une conclure qu'elle est perpendiculaire à l'autre

    Exemple : (d1)(d2)(d_1)\parallel(d_2) et (d)(d1)(d)\perp(d_1), donc (d)(d2)(d)\perp(d_2)

  • Si un point est à égale distance des deux extrémités d'un segment il est sur la médiatrice de ce segment

    Exemple : MA=MBMA=MB, donc MM appartient à la médiatrice de [AB][AB]

  • Si l'énoncé demande de tracer, pas de justifier citer quand même l'outil utilisé, équerre ou compas, et coder la figure

    Exemple : l'angle droit se code par un petit carré, les longueurs égales par des marques identiques

    le codage rapporte des points au même titre qu'une phrase

Aucune de ces branches n'autorise à mesurer sur le dessin. Si aucune propriété ne s'applique, c'est que l'on a oublié une donnée de l'énoncé : la relire avant de continuer.

Quelle grandeur, quelle formule, quelle unité

On lit le mot de l'énoncé qui dit ce qu'on mesure.

  • Si clôture, bordure, ruban, tour, contour c'est un PÉRIMÈTRE, donc une longueur, en cm ou en m

    Exemple : rectangle 1212 m sur 88 m : 2×(12+8)=402\times(12+8)=40 m

  • Si gazon, peinture, carrelage, surface, moquette c'est une AIRE, en cm2^{2} ou en m2^{2}

    Exemple : 12×8=9612\times 8=96 m2^{2}

  • Si contenance, remplissage, litres c'est un VOLUME : 11 dm3=1^{3}=1 L

    Exemple : un aquarium de 40×25×3040\times 25\times 30 cm contient 3030 L

  • Si la figure est composée de plusieurs morceaux découper en rectangles et en triangles rectangles, puis additionner ou soustraire les aires

    Exemple : jardin moins terrasse : 969=8796-9=87 m2^{2}

L'unité se décide AVANT le calcul, pas après : elle interdit déjà la moitié des erreurs. Et quand les données ne sont pas dans la même unité, on convertit d'abord, sur une ligne à part.

La rédaction attendue

Le correcteur coche des étapes. Les voici dans l'ordre, avec la phrase de conclusion qu'il attend mot pour mot.

Justifier en trois temps : je sais que, or, donc

Quand l'utiliser : L'énoncé dit « justifier », « expliquer pourquoi » ou « que peut-on dire de ».

  1. 1 Écrire les données utilisées, avec leurs notations : « Je sais que (d1)(d)(d_1)\perp(d) et (d2)(d)(d_2)\perp(d). »
  2. 2 Citer la propriété du cours en entier, sans la résumer : « Or, si deux droites sont perpendiculaires à une même droite, alors elles sont parallèles. »
  3. 3 Conclure sur la figure de l'énoncé, avec les bonnes notations : « Donc (d1)(d2)(d_1)\parallel(d_2). »
  4. 4 Coder la figure pour rendre la justification visible.

Phrase de conclusion

« Je sais que (d1)(d)(d_1)\perp(d) et (d2)(d)(d_2)\perp(d). Or deux droites perpendiculaires à une même droite sont parallèles entre elles. Donc (d1)(d2)(d_1)\parallel(d_2). »

Le piège : Sauter la deuxième ligne, celle de la propriété : c'est elle qui porte le point, la conclusion seule n'en rapporte aucun.

Barème : 0,5 point les données, 1 point la propriété citée, 0,5 point la conclusion écrite avec les notations.

Calculer l'aire d'une figure composée

Quand l'utiliser : La figure est un assemblage : un jardin avec une terrasse, une pièce en L, un rectangle amputé d'un triangle.

  1. 1 Découper la figure au crayon et nommer chaque morceau.
  2. 2 Vérifier que toutes les longueurs sont dans la MÊME unité, et convertir sinon, sur une ligne à part.
  3. 3 Calculer l'aire de chaque morceau séparément, avec son unité.
  4. 4 Additionner ou soustraire, puis conclure par une phrase avec l'unité.

Phrase de conclusion

« L'aire du jardin est 12×8=9612\times 8=96 m2^{2}, celle de la terrasse 3×3=93\times 3=9 m2^{2} ; la pelouse couvre donc 969=8796-9=87 m2^{2}. »

Le piège : Soustraire aussi le côté de la terrasse au périmètre : la clôture fait toujours le tour du jardin entier.

Barème : 1 point par aire calculée, 1 point l'opération finale, 0,5 point la phrase avec l'unité.

Vérifier avant de rendre

Cinq minutes de vérification récupèrent plus de points qu'un exercice de plus commencé à la hâte.

L'exercice type décortiqué

Le jardin à clôturer et à engazonner

Un jardin rectangulaire mesure 1212 m de long et 88 m de large. Dans un coin se trouve une terrasse carrée de 33 m de côté.

On veut clôturer tout le tour du jardin, puis engazonner la partie qui n'est pas occupée par la terrasse. La clôture coûte 1414 dollars le mètre.

12 m8 mterrasse 3 m sur 3 mpelouseon clôture le tour, on engazonne le reste
La clôture suit le contour du rectangle entier ; la pelouse est l'aire du jardin diminuée de celle de la terrasse.

Étape 1

Clôture : 2×(12+8)=402\times(12+8)=40 m.

Pourquoi

Le mot « tour » désigne le périmètre. La terrasse est à l'intérieur : elle ne change rien au contour, et c'est là que la moitié des copies retire 33 m.

Étape 2

Coût de la clôture : 40×14=56040\times 14=560 dollars.

Pourquoi

Le prix est proportionnel à la longueur, donc on multiplie par le prix au mètre. L'unité du coefficient, dollar par mètre, indique le sens du calcul.

Étape 3

Aire du jardin : 12×8=9612\times 8=96 m2^{2}.

Pourquoi

On change de grandeur, donc d'unité : le carré apparaît parce qu'on multiplie deux longueurs.

Étape 4

Aire de la terrasse : 3×3=93\times 3=9 m2^{2}, donc pelouse 969=8796-9=87 m2^{2}.

Pourquoi

Une aire retirée se soustrait à l'aire totale. Le résultat doit rester inférieur à 9696, ce qui se contrôle d'un coup d'œil.

Étape 5

Contrôle : 87+9=9687+9=96, et 4040 m de clôture pour un jardin de 1212 m sur 88 m est cohérent.

Pourquoi

L'addition inverse valide la soustraction, et l'ordre de grandeur valide le périmètre : un contour de 4040 m autour d'un rectangle de 1212 m de long est plausible.

Conclusion rédigée

« La clôture mesure 4040 m et coûte 560560 dollars ; la pelouse couvre 8787 m2^{2}. »

L'erreur classique sur cet exercice : Retirer le côté de la terrasse au périmètre et annoncer 3737 m de clôture : la terrasse est à l'intérieur du jardin, elle n'entame pas son contour.

À savoir par cœur

  • (AB)(AB) droite, [AB][AB] segment, ABAB longueur : le crochet s'arrête, la parenthèse continue, la lettre nue est un nombre.
  • Deux droites perpendiculaires à une même droite sont PARALLÈLES entre elles.
  • La médiatrice : perpendiculaire au segment ET passant par son milieu, les deux à la fois.
  • Axes de symétrie : carré 44, rectangle 22, losange 22, équilatéral 33, isocèle 11, parallélogramme 00.
  • Dans AOB^\widehat{AOB}, le sommet est la lettre du MILIEU.
  • Rectangle : périmètre 2×(L+)2\times(L+\ell), aire L×L\times\ell. Triangle rectangle : la moitié du rectangle.
  • 11 m2=10000^{2}=10\,000 cm2^{2}, 11 dm3=1000^{3}=1000 cm3=1^{3}=1 L : carré pour les aires, cube pour les volumes.

Questions fréquentes

Quelle différence entre AB, le segment AB et la droite AB ?

La droite passe par les deux points et ne s'arrête jamais ; on l'écrit avec des parenthèses. Le segment est la portion comprise entre les deux points, on l'écrit avec des crochets. La longueur s'écrit sans symbole autour des lettres : c'est un nombre, et c'est la seule des trois qui peut suivre le mot mesure.

Quelle est la définition complète de la médiatrice ?

La médiatrice d'un segment est la droite qui est perpendiculaire à ce segment et qui passe par son milieu. Les deux conditions sont nécessaires : une infinité de droites passent par le milieu, une seule est en plus perpendiculaire. On peut aussi la définir comme l'ensemble des points situés à égale distance des deux extrémités.

Combien d'axes de symétrie a un rectangle ?

Deux : les droites qui joignent les milieux de deux côtés opposés. Les diagonales n'en sont pas, car en pliant le rectangle le long d'une diagonale les deux moitiés ne se superposent pas. Le carré, lui, en a quatre, et le parallélogramme quelconque aucun, même s'il possède un centre de symétrie.

Pourquoi un mètre carré vaut dix mille centimètres carrés ?

Parce qu'une aire se mesure dans deux directions à la fois. Un carré d'un mètre de côté mesure cent centimètres de long et cent de large, donc il contient cent fois cent petits carrés d'un centimètre carré, soit dix mille. Pour les aires on applique le carré du facteur, et pour les volumes son cube.

Comment savoir si un problème demande un périmètre ou une aire ?

On lit le mot qui dit ce qu'on mesure. Clôture, bordure, ruban et contour désignent un périmètre, donc une longueur en mètres. Gazon, peinture, carrelage et surface désignent une aire, donc des mètres carrés. L'unité de la réponse se décide avant le calcul et empêche la confusion.

Passer à la pratique

Exercices corrigés : Géométrie et grandeurs

Une méthode se prouve sur une copie, pas sur une fiche. La série du même chapitre reprend chacun de ces pièges dans un exercice, avec le corrigé rédigé étape par étape.

  • 15 exercices corrigés
  • 150 points
  • 175 minutes
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Les chapitres qui le réclament en amont, plus tard dans l'année ou dans les années suivantes.

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La géométrie de sixième pose problème à Montréal ?

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