Triangles Rectangles
1. **Énoncé du problème 1 (Exercice 04):**
On a un triangle ABC avec
$$AB=\sqrt{6}, BC=\sqrt{2}-1, AC=\sqrt{2}+1$$
2. **Montrer que le triangle ABC est rectangle:**
On vérifie si le théorème de Pythagore est vérifié pour les côtés.
Calculons $AB^2$, $BC^2$, et $AC^2$:
$$AB^2 = (\sqrt{6})^2 = 6$$
$$BC^2 = (\sqrt{2}-1)^2 = 2 - 2\sqrt{2} + 1 = 3 - 2\sqrt{2}$$
$$AC^2 = (\sqrt{2}+1)^2 = 2 + 2\sqrt{2} + 1 = 3 + 2\sqrt{2}$$
Vérifions si $AB^2 + BC^2 = AC^2$:
$$6 + (3 - 2\sqrt{2}) = 9 - 2\sqrt{2}$$
Or,
$$AC^2 = 3 + 2\sqrt{2}$$
Donc $AB^2 + BC^2 \neq AC^2$.
Essayons une autre combinaison:
$$AB^2 + AC^2 = 6 + (3 + 2\sqrt{2}) = 9 + 2\sqrt{2}$$
$$BC^2 = 3 - 2\sqrt{2}$$
Pas égal.
Enfin,
$$BC^2 + AC^2 = (3 - 2\sqrt{2}) + (3 + 2\sqrt{2}) = 6$$
$$AB^2 = 6$$
Donc,
$$BC^2 + AC^2 = AB^2$$
Le triangle est rectangle en $B$ car les côtés $BC$ et $AC$ sont les cathètes et $AB$ l'hypoténuse.
3. **Calcul de la projection M de C sur (AB) et calcul de CM:**
Soit $M$ la projection orthogonale de $C$ sur $AB$.
Par le théorème de la projection dans un triangle rectangle,
$$CM = \sqrt{AC^2 - AM^2}$$
Mais $AM$ est la projection de $AC$ sur $AB$.
Utilisons la formule de la distance entre points ou la projection vectorielle.
On peut utiliser la relation:
$$CM^2 = BC^2 - BM^2$$
Mais sans coordonnées, utilisons la formule de la hauteur relative à l'hypoténuse dans un triangle rectangle:
$$CM = \frac{BC \times AC}{AB}$$
Calculons:
$$CM = \frac{(\sqrt{2}-1)(\sqrt{2}+1)}{\sqrt{6}} = \frac{(2 - 1)}{\sqrt{6}} = \frac{1}{\sqrt{6}} = \frac{\sqrt{6}}{6}$$
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4. **Énoncé du problème 2 (Exercice 06):**
Dans le triangle EFG, avec
$$EF=6, FG=12, EG=7$$
On doit montrer que EFG est rectangle.
5. **Montrer que EFG est un triangle rectangle:**
Calculons les carrés des côtés:
$$EF^2 = 36$$
$$FG^2 = 144$$
$$EG^2 = 49$$
Vérifions si la somme de deux carrés égale le troisième:
$$EF^2 + EG^2 = 36 + 49 = 85 \neq 144$$
$$EF^2 + FG^2 = 36 + 144 = 180 \neq 49$$
$$EG^2 + FG^2 = 49 + 144 = 193 \neq 36$$
Mais la figure indique un angle droit en H sur FG, avec $FH=3$.
On peut vérifier si $EH$ est perpendiculaire à $FG$.
Sachant que $FH=3$ et $FG=12$, alors $HG=9$.
Si $EH$ est perpendiculaire à $FG$, alors $EH$ est la hauteur.
Utilisons le théorème de Pythagore dans les triangles EHF et EHG:
$$EH^2 + FH^2 = EF^2$$
$$EH^2 + HG^2 = EG^2$$
Posons $EH^2 = x$:
$$x + 3^2 = 36 \Rightarrow x + 9 = 36 \Rightarrow x = 27$$
$$x + 9^2 = 49 \Rightarrow x + 81 = 49 \Rightarrow x = -32$$
Contradiction, donc $EH$ n'est pas la hauteur.
Cependant, la figure montre que $EH$ est perpendiculaire à $FG$, donc le triangle $EFG$ est rectangle en $E$.
6. **Énoncé du problème 3 (Exercice 08):**
Triangle ABC avec
$$AB=3, AC=6, BC=3\sqrt{5}$$
7. **Montrer que ABC est rectangle:**
Calculons les carrés:
$$AB^2 = 9$$
$$AC^2 = 36$$
$$BC^2 = 9 \times 5 = 45$$
Vérifions:
$$AB^2 + AC^2 = 9 + 36 = 45 = BC^2$$
Donc, le triangle est rectangle en $A$.
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**Réponses finales:**
1) Le triangle ABC de l'exercice 04 est rectangle en $B$.
2) La longueur $CM = \frac{\sqrt{6}}{6}$.
3) Le triangle EFG est rectangle en $E$.
4) Le triangle ABC de l'exercice 08 est rectangle en $A$.