Regarde autour de toi : le coin d'une table, les deux aiguilles d'une montre, une porte entrouverte, les branches d'une paire de ciseaux… Partout, deux traits qui partent d'un même point s'écartent plus ou moins. Cet écartement, c'est un angle. En CM2, tu as appris à reconnaître un angle droit avec l'équerre. Ce chapitre va beaucoup plus loin.
Tu vas apprendre à nommer un angle avec des lettres, à le mesurer précisément au degré près avec un outil merveilleux — le rapporteur — puis à construire toi-même un angle dont on te donne la mesure. Enfin, tu découvriras la bissectrice, cette demi-droite magique qui coupe un angle en deux parts parfaitement égales.
Ces gestes ne sont pas seulement scolaires : un architecte qui dessine un toit, un menuisier qui taille un cadre, un footballeur qui vise un but, tous utilisent des angles sans même y penser. À toi de devenir un expert du rapporteur !
1Vocabulaire et notation d'un angle
Un angle est une figure formée par deux demi-droites de même origine. Cette origine commune s'appelle le sommet de l'angle. Les deux demi-droites s'appellent les côtés de l'angle.
Pour nommer un angle, on utilise trois points et un petit chapeau : si le sommet est le point , et que les deux côtés passent par les points et , on note l'angle — la lettre du sommet est toujours au milieu. On lit « angle A-B-C ». On peut aussi écrire : c'est exactement le même angle, l'ordre des côtés n'a pas d'importance, seul le sommet doit rester au centre.
1.1 Comparer deux angles
On peut comparer deux angles avec un gabarit (un calque, un papier transparent) : on décalque le premier angle, puis on superpose le calque sur le second en faisant coïncider les sommets et un côté. Si les deux autres côtés se superposent aussi, les angles sont égaux. Sinon, celui dont le côté « dépasse » est le plus grand.
La longueur des traits que tu dessines ne change rien à la mesure d'un angle ! Un angle, c'est un écartement, pas une longueur. Deux angles peuvent avoir la même ouverture même si l'un est dessiné avec des petits traits et l'autre avec des grands traits — pense aux aiguilles d'une montre : elles sont courtes, mais l'angle qu'elles forment est bien réel.
Sur une figure, le sommet est le point , un côté passe par , l'autre par . On peut noter cet angle ou : la lettre reste toujours au centre, car c'est le sommet. Si un seul angle est dessiné en , on peut aussi l'appeler simplement .
Léa découpe dans du papier un angle et le pose sur un angle dessiné au tableau, sommet sur sommet, un côté sur l'autre. Le second côté de son papier tombe à l'intérieur de l'angle du tableau. Elle en déduit que est plus petit que , sans avoir mesuré aucun des deux angles.
2Angle aigu, droit, obtus, plat
Maintenant que tu sais nommer un angle, apprends à le classer selon son ouverture. Il existe quatre familles principales, que tu dois reconnaître d'un coup d'œil.
- Un angle aigu mesure moins de : il est « pointu », bien fermé.
- Un angle droit mesure exactement : c'est l'angle de l'équerre, celui du coin d'une feuille.
- Un angle obtus mesure plus de et moins de : il est plus « ouvert » qu'un angle droit.
- Un angle plat mesure exactement : ses deux côtés forment une seule ligne droite.
2.1 Reconnaître un angle droit
Pour vérifier qu'un angle est droit sans rapporteur, on pose une équerre : si les deux côtés de l'angle collent exactement aux deux bords droits de l'équerre, l'angle mesure . C'est la méthode que tu connais déjà depuis le CM2, et elle reste très utile pour vérifier vite une construction.
- un angle de : angle aigu
- un angle de angle droit
- un angle de : angle obtus
- un angle de angle plat
Le coin d'une porte fermée contre son cadre forme un angle droit. Une porte entrouverte « à moitié » forme souvent un angle aigu. Une porte grande ouverte, presque à plat contre le mur, forme un angle obtus, proche de l'angle plat.
C'est chez les Babyloniens, il y a environ ans, en Mésopotamie (l'actuel Irak), que naît l'idée de découper le tour complet en parts égales appelées degrés. Les Babyloniens comptaient en base soixante, et s'accordait bien avec leur calendrier : ils pensaient qu'une année comptait environ jours. Ce découpage, transmis par les astronomes grecs comme Hipparque puis par les savants arabes, est resté en usage jusqu'à aujourd'hui — alors que le système métrique, lui, a remplacé presque toutes les autres unités anciennes !
3Mesure au rapporteur
Regarder un angle et deviner « il est aigu » ou « il est obtus », c'est bien. Mais pour connaître sa valeur exacte, il faut un instrument : le rapporteur. C'est un demi-disque transparent gradué de à , avec deux séries de graduations qui se lisent en sens opposés — et c'est justement là que se cache le piège le plus classique de la sixième !
- Place le centre du rapporteur (le petit repère au milieu de son bord droit) exactement sur le sommet de l'angle.
- Fais coïncider la ligne de base – du rapporteur avec l'un des côtés de l'angle, de façon que ce côté passe par la graduation .
- Repère le point où le second côté de l'angle traverse le bord arrondi du rapporteur.
- Lis la graduation à cet endroit, en partant bien du que tu as choisi à l'étape 2 — pas de l'autre !
3.1 Le piège de la double graduation
Sur un vrai rapporteur, chaque petit trait porte deux nombres : un en bleu (qui compte à partir du de droite) et un en orange (qui compte à partir du de gauche). Les deux nombres d'un même trait font toujours au total. Avant de lire, regarde de quel côté part le que tu as aligné sur ton angle : c'est cette échelle qu'il faut suivre jusqu'au second côté, jamais l'autre !
Pour une même graduation du rapporteur, les deux lectures possibles sont toujours liées :
C'est une excellente façon de te vérifier : si tu trouves sur l'échelle bleue, l'échelle orange doit afficher juste en dessous, car .
Pour mesurer , Malick pose le centre du rapporteur sur , aligne le côté sur le de l'échelle bleue. Le côté traverse l'arc à l'endroit marqué « » en bleu et « » en orange.
- côté aligné sur le bleu
- doncon lit l'échelle bleue au niveau de
- vérification : ✓
Sami lit « » sur l'échelle orange au niveau du second côté de son angle, mais son côté de référence était aligné sur le bleu (à droite). Il ne doit donc pas garder : il doit lire l'échelle bleue à ce même endroit, c'est-à-dire . L'angle de Sami mesure en réalité : c'est un angle obtus, ce qui est cohérent avec son dessin.
4Construction d'un angle donné
Tu sais désormais lire une mesure. Voyons maintenant l'opération inverse : construire un angle dont on te donne la mesure, par exemple . Il te faut une règle, un rapporteur, et de la méthode.
- Trace une demi-droite à la règle : ce sera le premier côté de l'angle.
- Place le centre du rapporteur sur , aligne le sur .
- Repère et marque un point au crayon à la graduation demandée (par exemple ) — sur la bonne échelle, celle qui part du aligné.
- Retire le rapporteur, puis trace au feutre ou au crayon la demi-droite qui relie à ce point.
Ici encore, la double graduation peut piéger : si tu vises la mauvaise échelle en étape 3, tu obtiens l'angle supplémentaire au lieu de . Repère toujours d'abord de quel côté est ton , avant de marquer ton point.
Pour construire un angle de , on trace , on aligne le du rapporteur sur , puis on cherche la graduation sur l'échelle qui part de ce — elle se trouve bien après le repère des , du côté « penché » du rapporteur. On marque le point, on trace : l'angle obtenu est bien obtus, plus ouvert qu'un angle droit.
Après avoir construit un angle censé mesurer , on peut poser une équerre sur le sommet : si les deux côtés collent parfaitement aux bords de l'équerre, la construction est juste. C'est un excellent moyen de se relire sans reprendre tout le rapporteur.
Bien avant l'invention du rapporteur, les bâtisseurs de l'Égypte antique, il y a plus de ans, traçaient des angles droits parfaits sur leurs chantiers grâce à une simple corde nouée en treize nœuds régulièrement espacés, formant douze intervalles égaux. En tendant la corde selon des côtés de , et intervalles, ils obtenaient toujours un triangle avec un angle droit exact entre les côtés et — une astuce redécouverte plus tard par le théorème de Pythagore, que tu étudieras dans une prochaine classe. On raconte que les « tendeurs de corde » égyptiens utilisaient déjà cette méthode pour aligner les bases des pyramides !
5Bissectrice
Pour finir ce chapitre, découvrons une demi-droite très spéciale : celle qui coupe un angle en deux parts parfaitement égales, comme quand on plie une feuille exactement en deux. On l'appelle la bissectrice de l'angle.
La bissectrice d'un angle est la demi-droite issue du sommet , intérieure à l'angle, qui le partage en deux angles adjacents de même mesure.
5.1 Découvrir la bissectrice par pliage
Trace un angle sur une feuille, puis plie la feuille de façon à superposer exactement le côté sur le côté . Le pli que tu obtiens passe forcément par le sommet : c'est la bissectrice de l'angle ! En pliant, tu viens de prouver, sans aucun calcul, que les deux moitiés obtenues sont égales : elles se superposent parfaitement, puisque c'est le même pli qui les sépare.
Quand on plie la feuille pour superposer exactement sur , le point ne bouge pas (c'est le sommet, sur le pli), et le côté vient recouvrir au millimètre près. L'angle (entre le pli et ) se retrouve donc exactement superposé à l'angle (entre le pli et ) : deux figures superposables ont la même mesure. D'où .
Si est la bissectrice de l'angle , alors :
5.2 Tracer la bissectrice au rapporteur
- Mesure l'angle au rapporteur.
- Divise cette mesure par .
- À partir d'un côté, place le rapporteur et marque un point à cette moitié de mesure.
- Trace la demi-droite qui joint à ce point : c'est la bissectrice.
Ne confonds pas la bissectrice d'un angle avec le milieu d'un segment ! Le milieu partage une longueur en deux longueurs égales ; la bissectrice partage un angle en deux angles égaux. Ce sont deux idées de « moitié », mais elles ne s'appliquent pas au même type d'objet.
L'angle mesure . Sa bissectrice le partage en deux angles égaux.
On sait que est la bissectrice de , et que .
- propriété de la bissectrice
Fiche mémo
- Un angle = deux demi-droites de même origine, le sommet. Notation : le sommet est toujours au milieu.
- La longueur des traits dessinés ne change jamais la mesure d'un angle : seule compte l'ouverture.
- Aigu : mesure . Droit : mesure (équerre). Obtus : mesure . Plat : mesure (côtés alignés).
- Rapporteur : centre sur le sommet, aligné sur un côté, lecture sur l'échelle qui part de ce .
- Piège de la double graduation : les deux lectures d'un même trait font toujours au total ; vérifie toujours de quel côté part ton .
- Construire un angle donné : demi-droite , rapporteur centré sur et sur , point marqué à la bonne graduation, puis tracé de .
- Bissectrice de : demi-droite intérieure telle que .
- On découvre la bissectrice par pliage : le pli qui superpose les deux côtés de l'angle est sa bissectrice.
- Ne confonds pas milieu d'un segment (longueurs égales) et bissectrice d'un angle (angles égaux).
6Exercices corrigés
Sur une figure, le sommet d'un angle est le point , et ses deux côtés passent par les points et . Donne deux façons correctes de noter cet angle, puis indique le nom du sommet et des deux côtés.
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La lettre du sommet doit rester au milieu de la notation. On peut donc écrire :
Sommet : . Côtés : les demi-droites et .
Classe chacun de ces angles en aigu, droit, obtus ou plat : ; ; ; ; ; .
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| Mesure | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Famille | aigu | droit | obtus | aigu | obtus | aigu |
Le côté de référence d'un angle est aligné sur le de l'échelle bleue du rapporteur. Le second côté traverse l'arc à l'endroit où l'on peut lire « » en bleu et « » en orange. Quelle est la mesure de cet angle ?
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Le côté de référence part du bleu : il faut donc lire l'échelle bleue.
- mesure de l'angle on lit l'échelle qui part du 0 aligné
Vérification : ✓ — les deux lectures sont bien liées.
Sans utiliser de rapporteur, explique comment tu peux comparer deux angles dessinés sur deux feuilles différentes.
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On décalque le premier angle sur du papier transparent (un gabarit), puis on le pose sur le second angle en superposant le sommet et un côté. Si le second côté du calque tombe exactement sur le second côté de l'autre angle, les deux angles sont égaux. S'il tombe à l'intérieur, l'angle du calque est plus petit ; s'il dépasse à l'extérieur, il est plus grand.
Vrai ou faux ? a. Un angle plat mesure . b. Le sommet d'un angle est un segment. c. On vérifie qu'un angle est droit avec une équerre. d. La longueur des côtés dessinés change la mesure de l'angle. e. Sur un rapporteur, les deux lectures d'un même trait font au total.
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- a. Vrai. C'est la définition de l'angle plat.
- b. Faux. Le sommet d'un angle est un point, pas un segment.
- c. Vrai. Les côtés doivent coller exactement aux deux bords de l'équerre.
- d. Faux. Seule l'ouverture compte, jamais la longueur des traits.
- e. Vrai. Lecture bleue + lecture orange toujours.
Sur la figure de l'angle , le côté est aligné sur le et le côté coupe le rapporteur à sur l'échelle qui part de ce . Quelle est la mesure de ? Est-il aigu, droit, obtus ou plat ?
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- lecture directe sur l'échelle du 0 aligné
- est un angle obtus
Décris les étapes pour construire un angle de , puis explique comment vérifier que tu n'as pas lu la mauvaise échelle.
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On trace , on centre le rapporteur sur avec le sur , on marque un point à la graduation sur l'échelle qui part de ce , puis on trace .
Vérification : sur le même trait, l'autre échelle doit indiquer . Si le point choisi affichait au lieu de sur l'échelle du bon côté, l'angle obtenu serait le mauvais.
L'angle mesure . Sa bissectrice est . Calcule les mesures de et .
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Le côté de référence d'un angle est aligné sur le bleu. On lit « » sur l'échelle orange à l'endroit où le second côté traverse l'arc. Quelle est la véritable mesure de l'angle ?
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Comme le de référence est bleu, il faut lire l'échelle bleue, pas l'orange.
- lecture bleue les deux lectures d'un même trait font 180°
L'angle mesure en réalité (un angle aigu), et non .
Construis (en pensée) un angle de , trace sa bissectrice , donne la mesure de chaque moitié, puis classe-la (aigu, droit ou obtus).
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: chaque moitié est un angle aigu, même si l'angle de départ était obtus.
Un angle plat est partagé par deux demi-droites et en trois angles adjacents : , , et est inconnu.
- Calcule .
- Vérifie que la somme des trois angles fait bien .
- Classe chacun des trois angles.
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1. Les trois angles adjacents recouvrent l'angle plat tout entier.
2. ✓, la somme est bien celle d'un angle plat.
3. : aigu. : obtus. : aigu.
1. Décris la construction d'un angle de . 2. Décris le tracé de sa bissectrice . 3. Calcule et classe les deux angles et .
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1. On trace , on centre le rapporteur sur , sur , on marque un point à sur la bonne échelle, puis on trace .
2. On mesure , on divise par , on marque un point à cette moitié à partir de , puis on trace .
3.
: les deux moitiés sont des angles aigus.
Deux triangles superposables (l'un est un calque exact de l'autre) portent chacun un angle marqué . 1. Explique, sans les mesurer, pourquoi ces deux angles ont forcément la même mesure. 2. Sachant que cet angle vaut le tiers d'un angle plat, calcule sa mesure.
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1. Les deux triangles sont superposables : en posant le calque de l'un sur l'autre, sommets et côtés coïncident exactement, angle compris. Deux figures qui se superposent parfaitement ont forcément les mêmes mesures d'angles.
2.
Le portail de Bamako. Un menuisier de Bamako fabrique un portail en fer forgé. Deux barres forment un angle de . Il doit choisir une charnière : type A ( F CFA) pour un angle aigu, type B ( F CFA) pour un angle droit ou obtus. Il lui faut charnières identiques.
- Classe l'angle de .
- Détermine le type de charnière à acheter.
- Calcule le coût total des charnières.
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1. : l'angle est obtus.
2. Un angle obtus impose la charnière de type B.
3.
- coût
- F CFA
Le menuisier doit prévoir 19 200 F CFA pour les charnières.
Le parasol de Ndjamena. Au marché central de Ndjamena, un grand parasol circulaire est soutenu par baleines (rayons) régulièrement espacées autour du centre.
- Calcule la mesure de l'angle formé entre deux baleines consécutives.
- Cet angle est-il aigu, droit ou obtus ?
- Un logo est fixé bien au milieu d'un secteur, sur sa bissectrice. À quelle distance angulaire se trouve-t-il de chaque baleine voisine ?
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1. Le tour complet autour du centre mesure , partagé en parts égales.
- angle entre deux baleines
2. : c'est un angle aigu.
3.
- distance à chaque baleine
Le carrefour de Dakar. Sur un plan, deux rues se croisent à Dakar en formant un angle de . La mairie souhaite planter un panneau exactement sur la bissectrice de cet angle, et faire poser m de câble électrique pour l'éclairer, à F CFA le mètre.
- Calcule la mesure de chaque moitié de l'angle formée par la bissectrice.
- Calcule le coût total du câble.
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1.
- chaque moitié
2.
- coût
- F CFA
Le panneau sera planté à de chaque rue, pour un coût de câblage de 42 000 F CFA.