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Soit ABC un triangle rectangle en A tel que : AB=2−√3 et AC= 2+√3. 1) Calculer BC. 2) Calculer le périmètre puis l'aire du triangle ABC. 3) Calculer le diamètre du cercle circonscrit au triangle ABC. 4) Calculer le périmètre puis l'aire du cercle.

Mathematics

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Voici la résolution de l'exercice 3.

EXERCICE 3

Soit ABC un triangle rectangle en A tel que AB=2−3AB = 2 - \sqrt{3} et AC=2+3AC = 2 + \sqrt{3}.

  1. Calculer BC.
  1. Appliquer le théorème de Pythagore.

    Dans un triangle rectangle en A, on a BC2=AB2+AC2BC^2 = AB^2 + AC^2.

  2. Calculer AB2AB^2.

    AB2=(2−3)2AB^2 = (2 - \sqrt{3})^2 AB2=22−2(2)(3)+(3)2AB^2 = 2^2 - 2(2)(\sqrt{3}) + (\sqrt{3})^2 AB2=4−43+3AB^2 = 4 - 4\sqrt{3} + 3 AB2=7−43AB^2 = 7 - 4\sqrt{3}
  3. Calculer AC2AC^2.

    AC2=(2+3)2AC^2 = (2 + \sqrt{3})^2 AC2=22+2(2)(3)+(3)2AC^2 = 2^2 + 2(2)(\sqrt{3}) + (\sqrt{3})^2 AC2=4+43+3AC^2 = 4 + 4\sqrt{3} + 3 AC2=7+43AC^2 = 7 + 4\sqrt{3}
  4. Calculer BC2BC^2 puis BCBC.

    BC2=(7−43)+(7+43)BC^2 = (7 - 4\sqrt{3}) + (7 + 4\sqrt{3}) BC2=7+7−43+43BC^2 = 7 + 7 - 4\sqrt{3} + 4\sqrt{3} BC2=14BC^2 = 14 BC=14BC = \sqrt{14} BC=14\boxed{BC = \sqrt{14}}
    1. Calculer le périmètre puis l'aire du triangle ABC.
  5. Calculer le périmètre PP.

    Le périmètre est la somme des longueurs des côtés : P=AB+AC+BCP = AB + AC + BC.

    P=(2−3)+(2+3)+14P = (2 - \sqrt{3}) + (2 + \sqrt{3}) + \sqrt{14} P=2+2−3+3+14P = 2 + 2 - \sqrt{3} + \sqrt{3} + \sqrt{14} P=4+14P = 4 + \sqrt{14} P=4+14\boxed{P = 4 + \sqrt{14}}
  6. Calculer l'aire AA.

    L'aire d'un triangle rectangle est 12×base×hauteur\frac{1}{2} \times \text{base} \times \text{hauteur}. Ici, les côtés de l'angle droit sont ABAB et ACAC.

    A=12×AB×ACA = \frac{1}{2} \times AB \times AC A=12×(2−3)×(2+3)A = \frac{1}{2} \times (2 - \sqrt{3}) \times (2 + \sqrt{3})

    C'est une identité remarquable (a−b)(a+b)=a2−b2(a-b)(a+b) = a^2 - b^2.

    A=12×(22−(3)2)A = \frac{1}{2} \times (2^2 - (\sqrt{3})^2) A=12×(4−3)A = \frac{1}{2} \times (4 - 3) A=12×1A = \frac{1}{2} \times 1 A=12A = \frac{1}{2} A=12\boxed{A = \frac{1}{2}}
    1. Calculer le diamètre du cercle circonscrit au triangle ABC.
  7. Identifier la propriété du cercle circonscrit à un triangle rectangle.

    Pour un triangle rectangle, l'hypoténuse est le diamètre du cercle circonscrit.
    L'hypoténuse est BCBC.

  8. Déduire le diamètre.

    Le diamètre DD est égal à BCBC.

    D=BC=14D = BC = \sqrt{14} D=14\boxed{D = \sqrt{14}}
    1. Calculer le périmètre puis l'aire du cercle.
  9. Déterminer le rayon du cercle.

    Le diamètre est D=14D = \sqrt{14}. Le rayon RR est la moitié du diamètre.

    R=D2=142R = \frac{D}{2} = \frac{\sqrt{14}}{2}
  10. Calculer le périmètre (circonférence) du cercle.

    Le périmètre CcercleC_{cercle} est donné par la formule Ccercle=πDC_{cercle} = \pi D ou Ccercle=2πRC_{cercle} = 2\pi R.

    Ccercle=π14C_{cercle} = \pi \sqrt{14} Ccercle=π14\boxed{C_{cercle} = \pi \sqrt{14}}
  11. Calculer l'aire du cercle.

    L'aire AcercleA_{cercle} est donnée par la formule Acercle=πR2A_{cercle} = \pi R^2.

    Acercle=π(142)2A_{cercle} = \pi \left(\frac{\sqrt{14}}{2}\right)^2 Acercle=π(144)A_{cercle} = \pi \left(\frac{14}{4}\right) Acercle=7π2A_{cercle} = \frac{7\pi}{2} Acercle=7π2\boxed{A_{cercle} = \frac{7\pi}{2}}
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