Ivan Shishkin, Rye (1878)

Problems/GeometryUnreviewed

Le plus grand angle d’un triangle est celui qui ……

by goldfinch·
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Difficulty scaleÉchelle de difficulté

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  1. 110First steps / middle schoolPremiers pas / collège
  2. 1125Beginner / high schoolDébutant / lycée
  3. 2650Intermediate / undergraduateIntermédiaire / licence
  4. 5170Advanced / graduateAvancé / master
  5. 7190Expert / specializedExpert / spécialisé
  6. 91100Research levelNiveau recherche
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Français

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Soit un triangle ABCABC dont le côté ACAC est plus grand que le côté ABAB.

  1. Montrer que la mesure de l’angle ABC^\widehat {ABC}, opposé au côté le plus grand ACAC, est plus grande que celle de l’angle ACB^\widehat {ACB} , angle opposé au côté le plus petit ABAB.

  2. Généraliser en montrant que l’angle de plus grande mesure d’un triangle est celui opposé au côté le plus grand, et qu’ainsi les trois angles d’un triangle scalène sont de mesure différente.

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References

  1. Euclide — Éléments
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Livre 1 - Proposition 18

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Solutions

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Solution by goldfinch

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  1. Considérons d’abord les deux côtés ABAB et ACAC avec AC>ABAC>AB, et construisons le point DD sur [AC][AC] tel que AD=ABAD=AB.

Le triangle ABDABD est isocèle par construction, donc les deux angles ABD^\widehat {ABD} et ADB^\widehat {ADB} sont de mesure égale : ABD^=ADB^\bf\widehat {ABD}=\widehat {ADB} (1)
(pour démontrer ce point, voir problème Egalité des angles dans un triangle isocèle) .

Considérons maintenant le triangle BDCBDC. Nous pouvons montrer que la mesure de son angle extérieur ADB^\widehat {ADB} est supérieure à celle de l’angle opposé intérieur BCD^\widehat {BCD} :
ADB^>BCD^\bf\widehat {ADB}>\widehat {BCD} (2).
(pour démontrer ce point, voir problème Relation entre les angles intérieurs et extérieurs d’un triangle)

Or l’angle ABD^\widehat {ABD} est une partie de ABC^\widehat {ABC}, donc ABC^>ABD^\widehat {ABC}>\widehat {ABD} . Avec (1), on en déduit donc que ABC^>ADB^\bf\widehat {ABC}>\widehat {ADB}.
En couplant cette inégalité avec l’inégalité (2), on en déduit que ABC^>BCA^\bf\widehat {ABC}>\widehat {BCA} , ce qu’il fallait démontrer.

  1. Pour généraliser, il suffit d’effectuer le raisonnement ci-dessus deux fois, une première fois avec la paire de côtés constituée par le côté le plus grand (ici ACAC) et le côté de longueur intermédiaire (ici BCBC), puis une deuxième fois avec la paire de côtés constituée par le côté de longueur intermédiaire (ici BCBC) et le le côté le plus petit ABAB , pour aboutir aux inégalités de mesures d’angles suivantes : ABC^>BCA^>BAC^\bf\widehat {ABC}>\widehat {BCA}>\widehat {BAC}.

Enfin , étant données les inégalités précédentes, on peut conclure que pour un triangle scalène, dont les trois côtés sont donc de longueur différente par définition, les trois angles seront aussi de mesure différente.

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