QCM : Théorème de Pythagore — 12 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quels peuples connaissaient déjà le théorème de Pythagore environ mille ans avant Pythagore ?

Les Égyptiens et les Romains
Les Chinois et les Babyloniens
Les Grecs et les Perses
Les Indiens et les Phéniciens

Les Chinois et les Babyloniens

Explication

Des connaissances équivalentes au théorème étaient déjà présentes chez les Chinois et les Babyloniens environ mille ans avant Pythagore. Les Grecs sont associés à sa formalisation, mais ils ne correspondent pas ici aux peuples indiqués comme précurseurs.

2. Quelle entité aurait formalisé le théorème de Pythagore dans l’Antiquité grecque ?

Une académie romaine établie dans la péninsule italienne
Pythagore agissant seul dans une cité grecque
Des architectes égyptiens installés dans le sud de la Grèce
L’école pythagoricienne, située dans l’actuelle Italie du Sud

L’école pythagoricienne, située dans l’actuelle Italie du Sud

Explication

La formalisation est attribuée plus probablement à l’école pythagoricienne, située dans l’actuelle Italie du Sud. Cette formulation distingue l’école comme groupe de l’individu Pythagore, que l’on ne doit pas confondre avec elle.

3. Dans un triangle rectangle où l’hypoténuse mesure AA et les deux autres côtés mesurent BB et CC, quelle égalité est correcte ?

A=B2+C2A = B^2 + C^2
C2=A2+B2C^2 = A^2 + B^2
B2=A2+C2B^2 = A^2 + C^2
A2=B2+C2A^2 = B^2 + C^2

$$A^2 = B^2 + C^2$$

Explication

L’hypoténuse est le côté opposé à l’angle droit, et son carré est égal à la somme des carrés des deux autres côtés. Les deux égalités plaçant BB ou CC au premier membre attribuent à tort à un côté de l’angle droit le rôle de l’hypoténuse.

4. Dans un triangle rectangle dont les côtés mesurent 3, 4 et 5, quelle vérification de l’égalité de Pythagore est correcte ?

42=32+524^2 = 3^2 + 5^2, donc 16=9+2516 = 9 + 25
52=32+425^2 = 3^2 + 4^2, donc 25=9+1625 = 9 + 16
32=42+523^2 = 4^2 + 5^2, donc 9=16+259 = 16 + 25
5=32+425 = 3^2 + 4^2, donc 5=9+165 = 9 + 16

$$5^2 = 3^2 + 4^2$$, donc $$25 = 9 + 16$$

Explication

Le côté de longueur 5 est l’hypoténuse, et son carré vérifie bien 25=9+1625 = 9 + 16. Les autres calculs placent un côté de l’angle droit comme hypoténuse ou confondent une longueur avec son carré.

5. Comment une corde à 13 nœuds régulièrement espacés permet-elle de former un triangle 3-4-5 ?

En rapprochant ses deux extrémités après avoir réparti les nœuds régulièrement
En pliant la corde en deux afin de produire trois segments de même longueur
En alignant tous les nœuds sur une seule droite avant de relever une extrémité
En nouant les extrémités autour d’un seul point pour obtenir trois longueurs égales

En rapprochant ses deux extrémités après avoir réparti les nœuds régulièrement

Explication

La corde, divisée par des nœuds régulièrement espacés, peut former un triangle 3-4-5 lorsque ses deux extrémités sont rapprochées. Les autres procédés ne produisent pas la répartition de longueurs nécessaire à cette configuration.

6. Pour quel usage la corde à 13 nœuds était-elle particulièrement pratique ?

Construire de grands angles droits pour les murs et les bâtiments
Tracer des cercles réguliers autour des colonnes des temples
Calculer la masse des pierres avant leur transport sur le chantier
Mesurer la hauteur des pyramides en observant les ombres quotidiennes

Construire de grands angles droits pour les murs et les bâtiments

Explication

La corde facilitait la construction de grands angles droits lors de l’édification des murs et des bâtiments, et son usage a perduré chez les maçons du XXe siècle. Elle servait donc à établir la géométrie du chantier plutôt qu’à mesurer des masses ou des hauteurs par les ombres.

7. Pour calculer la longueur manquante d’un triangle rectangle, quelle démarche faut-il suivre lorsque le côté recherché apparaît au carré dans l’égalité de Pythagore ?

Soustraire les deux longueurs connues, puis élever le résultat au carré
Appliquer Pythagore aux côtés connus, puis extraire la racine carrée
Additionner les deux longueurs connues, puis diviser la somme par deux
Multiplier les deux longueurs connues, puis conserver le résultat obtenu

Appliquer Pythagore aux côtés connus, puis extraire la racine carrée

Explication

L’égalité de Pythagore permet d’abord d’obtenir le carré du côté recherché, puis la racine carrée permet de retrouver sa longueur. Confondre le carré et la longueur elle-même conduirait à donner une valeur trop grande.

8. Dans un triangle ABC rectangle en A avec AB=6 cmAB=6\text{ cm} et AC=9 cmAC=9\text{ cm}, quelle est la longueur approchée de BCBC ?

Environ 15 cm15\text{ cm}
Environ 11,7 cm11,7\text{ cm}
Environ 10,8 cm10,8\text{ cm}
Environ 7,5 cm7,5\text{ cm}

Environ $$10,8\text{ cm}$$

Explication

Comme l’angle droit est en A, BCBC est l’hypoténuse et BC2=62+92=117BC^2=6^2+9^2=117, donc BC=117≈10,8 cmBC=\sqrt{117}\approx10,8\text{ cm}. La valeur 117 correspond au carré de la longueur, et non à la longueur de BCBC.

9. Quelle condition permet de conclure qu’un triangle est rectangle grâce à la réciproque du théorème de Pythagore ?

Le carré du plus grand côté égale la somme des carrés des deux autres côtés
Les trois côtés possèdent des longueurs différentes et positives
La somme des trois côtés égale le double du plus grand côté
Le carré d’un côté égale la différence des carrés des deux autres côtés

Le carré du plus grand côté égale la somme des carrés des deux autres côtés

Explication

La réciproque conclut que le triangle est rectangle lorsque le carré du plus grand côté est égal à la somme des carrés des deux autres. Le théorème direct suit la démarche inverse en partant d’un triangle déjà rectangle.

10. Quelles informations faut-il connaître pour appliquer immédiatement la réciproque du théorème de Pythagore à un triangle ?

La mesure de ses trois angles
La longueur de deux côtés et la mesure d’un angle aigu
La longueur d’un côté et son périmètre
Les longueurs de ses trois côtés

Les longueurs de ses trois côtés

Explication

La réciproque nécessite de comparer le carré du plus grand côté avec les carrés des deux autres, ce qui exige les trois longueurs. Deux côtés connus ne permettent pas d’effectuer immédiatement cette comparaison complète.

11. Quelle procédure permet de vérifier si un triangle est rectangle à partir de ses trois longueurs ?

Additionner les trois côtés et comparer le résultat avec le plus grand côté
Élever les deux plus petits côtés au carré et comparer leur différence au plus grand côté
Multiplier les deux plus petits côtés et comparer le produit au carré du plus grand
Élever le plus grand côté au carré et comparer avec la somme des deux autres carrés

Élever le plus grand côté au carré et comparer avec la somme des deux autres carrés

Explication

Il faut identifier le plus grand côté, calculer son carré, puis calculer la somme des carrés des deux autres côtés. L’égalité entre ces deux résultats permet de conclure que le triangle est rectangle.

12. Un triangle possède des côtés de longueurs 5, 12 et 13. Quelle vérification permet de conclure qu’il est rectangle ?

Vérifier que 132=122+5213^2=12^2+5^2, soit 169=169169=169
Vérifier que 52=132+1225^2=13^2+12^2, soit 25=31325=313
Vérifier que 13=122+5213=12^2+5^2, soit 13=16913=169
Vérifier que 122=132+5212^2=13^2+5^2, soit 144=194144=194

Vérifier que $$13^2=12^2+5^2$$, soit $$169=169$$

Explication

Le côté 13 est le plus grand, et l’égalité 132=122+5213^2=12^2+5^2 donne 169=144+25=169169=144+25=169. Les deux autres longueurs doivent former les termes additionnés, car elles correspondent aux côtés distincts du plus grand côté dans la relation de Pythagore.

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Qui connaissait le théorème de Pythagore environ 1000 ans avant Pythagore ?

Les Chinois et les Babyloniens.

Quelle école a formalisé le théorème de Pythagore en Antiquité grecque ?

L’école pythagoricienne.

Où se situait l’école pythagoricienne dans l’Antiquité grecque ?

Dans l’actuelle Italie du Sud.

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