6ème · Espace et géométrie · Cours complet · Lecture : 45 min
La géométrie plane en 6ème : le cours complet
La géométrie de 6ème repose sur un vocabulaire précis et des instruments bien tenus. Ce cours reprend tout ce qui est attendu : les notations des points, droites et segments, les droites perpendiculaires et parallèles avec leurs propriétés, le cercle, les triangles et quadrilatères particuliers, la médiatrice, puis la façon de construire et de rédiger une figure. Chaque notion est illustrée d'une figure codée, et le cours se termine par les erreurs fréquentes et six exercices corrigés.
1. Points, droites, segments, demi-droites
Tout part du point, que l'on marque d'une petite croix et que l'on nomme par une lettre majuscule : A, B, M. Par deux points distincts passe une seule droite. À partir de deux points, on définit trois objets qu'il ne faut pas confondre, et la notation dit lequel.
| Objet | Notation | Ce que c'est | Peut-on le mesurer ? |
|---|---|---|---|
| Point | A | Une position, sans dimension, marquée d'une croix. | Non. |
| Droite | (AB) ou (d) | Ligne illimitée passant par A et B. | Non : elle est infinie. |
| Segment | [AB] | Portion de droite limitée par A et B. | Oui : sa longueur est AB. |
| Demi-droite | [AB) | Portion de droite qui commence en A et passe par B. | Non : elle est infinie d'un côté. |
| Longueur | AB | Le nombre qui mesure le segment [AB]. | C'est la mesure elle-même : AB = 4 cm. |
Trois points sont alignés s'ils appartiennent à une même droite. On écrit que le point M appartient à la droite (d) avec le symbole ∈ : M ∈ (d) ; et N ∉ (d) s'il n'y est pas. Le point où deux droites se coupent est leur point d'intersection ; deux droites qui se coupent sont dites sécantes.
2. Droites perpendiculaires et parallèles
Tracer à l'équerre
- Perpendiculaire à (d) passant par un point A : poser un côté de l'angle droit de l'équerre le long de (d), faire glisser l'équerre jusqu'à ce que l'autre côté touche A, tracer. Prolonger à la règle si besoin.
- Parallèle à (d) passant par A : tracer d'abord une perpendiculaire à (d), puis la perpendiculaire à cette nouvelle droite passant par A. La droite obtenue est parallèle à (d), d'après la première propriété ci-dessous.
3. Le cercle
La définition par la distance est un outil de construction : pour placer un point à 3 cm de A, on trace le cercle de centre A et de rayon 3 cm, et l'on choisit un point dessus. Pour trouver le point à 3 cm de A et à 4 cm de B, on trace les deux cercles : leurs intersections répondent. C'est ainsi qu'on construit un triangle dont on connaît les trois longueurs. Le calcul du périmètre du cercle et de l'aire du disque fait l'objet du chapitre aires et périmètres.
4. Les triangles
Un triangle ABC a trois sommets (A, B, C), trois côtés ([AB], [BC], [CA]) et trois angles. Quatre familles se distinguent par leurs côtés ou leurs angles, et se reconnaissent au codage.
| Triangle | Définition | Ce qu'on en déduit | Vocabulaire |
|---|---|---|---|
| Isocèle en A | Deux côtés de même longueur : AB = AC. | Les deux angles à la base sont égaux (vu en 5ème). Il a un axe de symétrie. | A est le sommet principal, [BC] la base. |
| Équilatéral | Trois côtés de même longueur. | Ses trois angles mesurent 60°. Il a trois axes de symétrie. | Il est isocèle en chacun de ses sommets. |
| Rectangle en A | Un angle droit en A. | Les deux autres angles sont aigus et leur somme vaut 90°. | [BC], opposé à l'angle droit, est l'hypoténuse : le plus long côté. |
| Quelconque | Aucune propriété particulière. | Rien de plus que la somme des angles, 180°. |
5. Les quadrilatères
Un quadrilatère ABCD a quatre sommets, quatre côtés et deux diagonales, [AC] et [BD], qui joignent les sommets opposés. On nomme ses sommets dans l'ordre en tournant : ABCD, jamais ACBD. Trois quadrilatères particuliers sont au programme de 6ème.
| Rectangle | Losange | Carré | |
|---|---|---|---|
| Côtés | Côtés opposés de même longueur et parallèles. | Quatre côtés de même longueur. | Quatre côtés de même longueur. |
| Angles | Quatre angles droits. | Angles opposés égaux. | Quatre angles droits. |
| Diagonales | Même longueur, se coupent en leur milieu. | Perpendiculaires, se coupent en leur milieu. | Même longueur, perpendiculaires, se coupent en leur milieu. |
| Axes de symétrie | 2 (médiatrices des côtés). | 2 (les diagonales). | 4. |
6. La médiatrice d'un segment
La médiatrice apparaît dans le triangle isocèle (la médiatrice de la base passe par le sommet principal) et dans le rectangle (les médiatrices des côtés sont ses axes de symétrie). Elle est aussi l'axe de la symétrie axiale qui échange A et B.
7. Construire et rédiger un programme de construction
Une figure de géométrie se construit au crayon à papier, avec des tracés fins, des points marqués par une croix et nommés aussitôt, et les traces de construction (arcs de compas) laissées visibles. Un programme de construction est la liste des étapes qui permet à quelqu'un qui ne voit pas la figure de la reproduire.
| Instrument | Sert à | Ne sert pas à |
|---|---|---|
| Règle graduée | Tracer des droites, mesurer et reporter des longueurs. | Vérifier un angle droit. |
| Équerre | Tracer des perpendiculaires, vérifier un angle droit, tracer des parallèles (en deux fois). | Mesurer un angle quelconque. |
| Compas | Tracer des cercles et des arcs, reporter une longueur, construire une médiatrice, placer un point à une distance donnée. | Mesurer : il reporte, il ne gradue pas. |
| Rapporteur | Mesurer et construire des angles. | Tracer une perpendiculaire (l'équerre est plus précise). |
8. Les erreurs fréquentes
| L'erreur | Exemple | Le remède |
|---|---|---|
| Confondre les notations | « [AB] = 5 cm », « la droite AB » | Crochets = segment, parenthèses = droite ; la longueur s'écrit AB. |
| Affirmer d'après l'apparence | « Les droites sont perpendiculaires, ça se voit. » | Chercher le codage, la donnée de l'énoncé ou une propriété. |
| Croire que deux droites qui ne se coupent pas sur la feuille sont parallèles | Elles peuvent se couper plus loin ; vérifier l'écartement ou utiliser une propriété. | |
| Nommer un quadrilatère dans le désordre | ACBD pour un rectangle ABCD | Tourner dans l'ordre des sommets. |
| Gommer les traces de construction | Arcs de compas effacés | Les laisser : elles prouvent la méthode et rapportent des points. |
| Confondre cercle et disque | « L'aire du cercle » | Le cercle est la ligne, le disque la surface. |
| Oublier le petit carré de l'angle droit | Un rectangle tracé sans codage | Coder chaque angle droit et chaque égalité de longueurs. |
| Croire qu'un carré n'est pas un rectangle | Quatre angles droits suffisent : le carré en a. |
9. Exercices corrigés
À faire sur une feuille blanche, instruments en main. Les constructions se vérifient à l'équerre et au compas, les justifications s'écrivent en une phrase avec une propriété.
Sur une figure, A, B et C sont trois points non alignés. a. Combien de droites passent par deux de ces points ? Nomme-les. b. Quelle différence entre [AB) et [BA) ? c. Que signifie « C ∉ (AB) » ? d. On mesure AB = 4,5 cm. Écris cette information de deux façons fausses souvent vues, et explique pourquoi elles sont fausses.
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a. Trois droites : (AB), (BC), (AC). b. [AB) a pour origine A et passe par B ; [BA) a pour origine B et passe par A : elles ne se prolongent pas du même côté. c. C n'appartient pas à la droite (AB) : les trois points ne sont pas alignés. d. « [AB] = 4,5 cm » (un segment n'est pas un nombre) et « (AB) = 4,5 cm » (une droite n'a pas de longueur). On écrit AB = 4,5 cm.
Trace une droite (d) et un point A hors de (d). a. Trace la perpendiculaire (d1) à (d) passant par A. b. Trace la perpendiculaire (d2) à (d1) passant par A. c. Que peut-on dire de (d) et (d2) ? Justifie.
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a. et b. À l'équerre, en faisant glisser l'un des côtés de l'angle droit le long de la droite donnée jusqu'à A. c. (d) et (d2) sont toutes deux perpendiculaires à (d1) ; or si deux droites sont perpendiculaires à une même droite, elles sont parallèles. Donc (d) // (d2). C'est la méthode de tracé d'une parallèle.
a. Place deux points A et B tels que AB = 6 cm. Construis tous les points situés à 4 cm de A et à 5 cm de B. Combien y en a-t-il ? b. Construis un point M situé à 3 cm de A et de B. Que peut-on dire de M ? c. Existe-t-il un point situé à 2 cm de A et à 3 cm de B ?
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a. Intersection du cercle de centre A et de rayon 4 cm avec le cercle de centre B et de rayon 5 cm : deux points, symétriques par rapport à (AB). b. M est sur le cercle de centre A de rayon 3 cm et sur celui de centre B de rayon 3 cm : MA = MB = 3 cm, M est le milieu de [AB] (3 + 3 = 6). c. Non : 2 + 3 = 5 < 6, les deux cercles ne se coupent pas.
a. Construis un triangle DEF tel que DE = 7 cm, DF = 5 cm et EF = 5 cm. Quelle est sa nature ? Code la figure. b. Construis un triangle GHI rectangle en G avec GH = 4 cm et GI = 3 cm. Mesure HI. c. Construis un triangle équilatéral JKL de côté 4,5 cm sans utiliser le rapporteur.
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a. [DE] à la règle, puis deux arcs de rayon 5 cm centrés en D et E qui se coupent en F. DF = EF : le triangle est isocèle en F ; on code [DF] et [EF] d'un même trait. b. [GH] de 4 cm, perpendiculaire en G à l'équerre, I à 3 cm de G sur cette perpendiculaire. On mesure HI = 5 cm. c. [JK] de 4,5 cm, puis deux arcs de rayon 4,5 cm centrés en J et K : leur intersection est L. Trois côtés égaux, codés d'un même trait.
Vrai ou faux ? Justifie. a. Un losange a ses diagonales de même longueur. b. Un rectangle est un losange. c. Un carré est un losange. d. Si les diagonales d'un quadrilatère se coupent en leur milieu et sont perpendiculaires, c'est un losange. e. Un quadrilatère qui a quatre côtés de même longueur est un carré.
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a. Faux : elles sont perpendiculaires, mais de longueurs différentes en général (un losange « aplati »). b. Faux : ses côtés ne sont pas tous égaux (sauf si c'est un carré). c. Vrai : quatre côtés égaux. d. Vrai : c'est une propriété caractéristique du losange. e. Faux : c'est un losange ; il faut aussi un angle droit pour être un carré.
a. Rédige le programme de construction de la figure suivante : un segment [AB] de 6 cm, sa médiatrice (m), un point C de (m) tel que AC = 5 cm, puis le triangle ABC. b. Quelle est la nature du triangle ABC ? Justifie sans mesurer. c. Soit I le milieu de [AB]. Que peut-on dire des droites (CI) et (AB) ? d. Construis le point D symétrique de C par rapport à (AB) (D est sur (m), de l'autre côté, à la même distance de I). Quelle est la nature de ACBD ? Justifie.
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a. Tracer [AB] avec AB = 6 cm. Tracer la médiatrice (m) de [AB] au compas (deux arcs de même rayon centrés en A et B). Tracer le cercle de centre A et de rayon 5 cm ; il coupe (m) en C (au-dessus de [AB]). Tracer [AC] et [BC].
b. C est sur la médiatrice de [AB], donc CA = CB : ABC est isocèle en C.
c. I est le milieu de [AB] et C est sur la médiatrice, qui passe par I : (CI) est la médiatrice, donc (CI) ⊥ (AB).
d. Les diagonales [AB] et [CD] de ACBD se coupent en leur milieu I et sont perpendiculaires (D et C sont sur la médiatrice, à égale distance de I) : ACBD est un losange. Vérification : AC = CB = BD = DA = 5 cm.
L'essentiel à retenir
Repères. Ces notions relèvent du programme de 6ème (cycle 3) tel qu'il est enseigné, domaine « Espace et géométrie » : vocabulaire et notations, perpendiculaires et parallèles, cercle, triangles et quadrilatères particuliers, médiatrice, reproduction et construction de figures. Elles sont reprises en 5ème avec les angles des triangles, le parallélogramme et la symétrie centrale.
Questions fréquentes sur la géométrie en 6ème
Quelle est la différence entre (AB), [AB] et [AB) ?
Comment sait-on que deux droites sont perpendiculaires ?
Deux droites qui ne se coupent pas sur ma feuille sont-elles parallèles ?
Qu’est-ce que la médiatrice d’un segment ?
Comment reconnaître un triangle isocèle, équilatéral, rectangle ?
Quelle différence entre un rectangle, un losange et un carré ?
Comment rédiger un programme de construction ?
Quels instruments faut-il en géométrie en 6ème ?
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