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18Partie 4 : Espace et géométrie plane★★★ Tombe chaque annéeCycle 4 · BOEN 2020 · Thème D

Droites, angles, parallélisme

Types d'angles · complémentaires et supplémentaires · somme des angles d'un triangle et d'un polygone · alternes-internes et correspondants · médiatrice · bissectrice.

Sur cette page

Comprendre

La base de toute démonstration géométrique

Les angles sont partout : triangles, polygones, configurations de droites parallèles, constructions à la règle et au compas. Maîtriser leurs propriétés est la base de toute démonstration. Cette fiche couvre les résultats fondamentaux que le jury attend systématiquement.

Types d'angles, complémentaires et supplémentaires

Type d'angleMesure
Aiguentre 0° et 90°
Droit90° (perpendiculaire)
Obtusentre 90° et 180°
Plat180° (demi-tour)
Rentrantsupérieur à 180°
Angles complémentaires
Leur somme vaut 90°.
37° et 53° sont complémentaires.
Angles supplémentaires
Leur somme vaut 180°.
70° et 110° sont supplémentaires.
Deux angles formés sur une droite sont supplémentaires.

Repères à retenir

90° = angle droit, 180° = angle plat, 360° = tour complet, 45° = moitié d'un angle droit, 60° = angle d'un triangle équilatéral. Mémo : Complémentaires → Complètent le Carré (l'angle droit).

Somme des angles d'un triangle et d'un polygone

Triangletoujours 180°

Pour tout triangle, la somme des trois angles vaut 180°. Conséquence : si on connaît deux angles, le troisième vaut 180° − (somme des deux). Exemple : 40° + 75° + ? = 180° donne ? = 65°.

Polygone convexe à n côtés(n − 2) × 180°
PolygonenSomme des anglesAngle si régulier
Triangle3180°60°
Quadrilatère4360°90°
Pentagone5540°108°
Hexagone6720°120°
Octogone81 080°135°

Pourquoi (n − 2) ? On découpe le polygone en (n − 2) triangles depuis un sommet, et chaque triangle apporte 180°. L'angle d'un polygone régulier vaut la somme divisée par n.

Convexe ou concave

Un polygone est convexe si tous ses angles sont inférieurs à 180° (le segment entre deux sommets reste à l'intérieur). S'il a un angle rentrant (un « creux »), il est concave et la formule ne s'applique pas directement. Au CRPE, les figures sont convexes sauf indication contraire. La nature des triangles, quadrilatères et polygones est détaillée dans la fiche N°19.

Droites coupées par une sécante

Quand une sécante coupe deux droites, elle forme des paires d'angles. Si les deux droites sont parallèles, ces paires ont des propriétés remarquables.

Paire d'anglesPositionSi droites parallèles
Alternes-internesde part et d'autre de la sécante, entre les droiteségaux (angles en Z)
Correspondantsdu même côté, un entre, un dehorségaux (angles en F)
Co-internesdu même côté, entre les droitessupplémentaires (180°)
Opposés par le sommetà une même intersectionégaux (toujours, même sans parallèles)

Les réciproques sont au programme

Si deux angles alternes-internes (ou correspondants) sont égaux, alors les droites sont parallèles. C'est l'outil clé pour démontrer un parallélisme. Et attention : les angles opposés par le sommet sont égaux, pas supplémentaires (ce sont les angles adjacents qui sont supplémentaires).

Médiatrice et bissectrice

Médiatrice d'un segment [AB]
Droite perpendiculaire à [AB] passant par son milieu.
Propriété : M est sur la médiatrice si et seulement si MA = MB.
Sert à montrer qu'un point est équidistant de deux autres.
Bissectrice d'un angle
Demi-droite qui partage l'angle en deux angles égaux.
Propriété : un point de la bissectrice est équidistant des deux côtés.
Sert à montrer une équidistance aux côtés d'un angle.

Médiatrice n'est pas médiane

La médiatrice est relative à un segment (perpendiculaire en son milieu). La médiane d'un triangle relie un sommet au milieu du côté opposé : elle n'est pas perpendiculaire à ce côté, sauf dans un triangle isocèle. Ne pas confondre non plus médiatrice et hauteur (perpendiculaire, mais pas forcément au milieu). L'intersection des trois médiatrices d'un triangle est le centre de son cercle circonscrit (fiche N°20).
Le piège de la ficheTrès fréquent

Piège n°1 : confondre alternes-internes et correspondants

On croit : Désigner deux angles du même côté de la sécante comme alternes-internes.

En réalité : Alternes-internes : de part et d'autre de la sécante (en Z). Correspondants : du même côté (en F).

Les deux sont égaux si les droites sont parallèles, mais leur position diffère.

Le piège de la ficheClassique

Piège n°2 : appliquer 180° au quadrilatère

On croit : Quadrilatère d'angles 80°, 95°, 110° : 4e angle = 180° − 80° − 95° − 110° = −105°.

En réalité : Somme d'un quadrilatère = (4 − 2) × 180° = 360°. 4e angle = 360° − 285° = 75°.

Toujours calculer la somme attendue (n − 2) × 180° avant de soustraire.

Le piège de la fichePiège courant

Piège n°3 : angles opposés par le sommet pris supplémentaires

On croit : Un angle vaut 70°, son opposé par le sommet vaut 180° − 70° = 110°.

En réalité : Les angles opposés par le sommet sont égaux : l'opposé de 70° vaut 70°. Ce sont les adjacents qui valent 110°.

Autour d'une intersection : deux paires d'angles égaux, somme totale 360°.

Le piège de la ficheFréquent

Piège n°4 : confondre médiatrice et hauteur

On croit : Tracer une perpendiculaire à [AB], mais pas en son milieu, et l'appeler médiatrice.

En réalité : La médiatrice est perpendiculaire à [AB] ET passe par son milieu : les deux conditions.

La construction au compas (arcs depuis A et B) donne automatiquement les deux.

Ce que ça donne à l'écolele regard du futur enseignant

Au cycle 2, les élèves reconnaissent et reproduisent l'angle droit avec l'équerre, et distinguent perpendiculaires et parallèles dans leur environnement.

Au cycle 3, ils mesurent et construisent des angles au rapporteur, reconnaissent aigu/droit/obtus, et découvrent que la somme des angles d'un triangle vaut 180°, souvent par pliage : on déchire les trois angles et on les aligne pour former un angle plat.

Ce que le jury valorise : savoir que les angles alternes-internes sont un résultat du cycle 4 à ne pas confondre avec les correspondants, et savoir expliquer la somme 180° par le pliage plutôt que par une démonstration formelle à l'école.

Méthode

Quatre protocoles pour les situations fréquentes

Identifier la configuration, citer la propriété utilisée (le jury la valorise), calculer, vérifier. Chaque savoir-faire se termine par une vérification.
MéthodeCalculer un angle manquant (triangle ou polygone)
Question type : « Un triangle a des angles de 47° et 83° : le troisième ? Un pentagone a 4 angles de 100°, 95°, 110°, 105° : le cinquième ? »
1
Triangle : somme = 180°.
180° − 47° − 83° = 50°
2
Polygone : calculer d'abord la somme totale.
Pentagone : (5 − 2) × 180° = 540°
5e angle = 540° − 410° = 130°
3
Vérifier que tous les angles totalisent la somme.
100 + 95 + 110 + 105 + 130 = 540° ✓
Checkpointà vous de jouer
30 secondes

Un quadrilatère a trois angles de 85°, 110° et 95°. Quel est le quatrième ?

MéthodeDémontrer un parallélisme par les angles
Question type : « Une sécante coupe deux droites ; deux angles alternes-internes valent 65° et 65°. Les droites sont-elles parallèles ? »
1
Identifier le type d'angles.
Alternes-internes (de part et d'autre, entre les droites)
2
Appliquer la réciproque et citer la propriété.
Angles alternes-internes égaux → droites parallèles
65° = 65° → les droites sont parallèles
Toujours nommer la propriété utilisée dans la rédaction.
Checkpointà vous de jouer
30 secondes

Deux droites parallèles, un angle mesuré vaut 70°. Que vaut son alterne-interne ?

MéthodeCalculer tous les angles d'une configuration de parallèles
Question type : « Deux parallèles coupées par une sécante ; un angle vaut 70°. Trouver tous les autres. »
1
L'angle et son opposé par le sommet sont égaux.
70° → opposé 70°
2
Les adjacents sont supplémentaires.
180° − 70° = 110° (et son opposé 110°)
3
Reporter à l'autre intersection (alternes-internes/correspondants).
On obtient seulement 70° et 110°, répétés
Checkpointà vous de jouer
30 secondes

Deux droites se coupent, un angle vaut 110°. Que valent les trois autres ?

MéthodeConstruire une médiatrice ou une bissectrice
Rappel : le CRPE demande souvent des constructions (compas, règle, rapporteur).
1
Médiatrice de [AB] : deux arcs de même rayon.
Arc depuis A, arc depuis B (rayon > AB/2)
Les 2 intersections donnent la médiatrice
2
Bissectrice : arcs depuis le sommet puis depuis les côtés.
Arc de centre S → E et F sur les côtés
Arcs depuis E et F → un point de la bissectrice
La médiatrice obtenue est bien perpendiculaire ET passe par le milieu.
Checkpointà vous de jouer
30 secondes

Un point P vérifie PA = PB. Sur quelle droite se trouve-t-il forcément ?

Méthode bien en tête ? Entraînez-vous.