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La réciproque du théorème de Pythagore

Niveau 4 · 4e – 3e

Rappel éclair· On réveille ce que tu sais déjà avant d'attaquer.

Rappel du théorème direct : un triangle est rectangle et ses côtés de l'angle droit mesurent 3 cm et 4 cm. Quelle est la longueur de l'hypoténuse ?

3 cm4 cm?
cm

Le cours en entier

À relire à tout moment, y compris pendant les exercices.

Tu connais déjà le théorème de Pythagore : dans un triangle rectangle, le carré de l'hypoténuse est égal à la somme des carrés des deux autres côtés. Il te permet de calculer une longueur quand tu sais que l'angle droit est là. Mais retourne la question : et si tu ne connais que les trois longueurs ? Peux-tu prouver que le triangle est rectangle, sans équerre, sans mesure d'angle ? Oui, grâce à la réciproque.

La réciproque du théorème de Pythagore dit ceci : si, dans un triangle, le carré du plus grand côté est égal à la somme des carrés des deux autres, alors le triangle est rectangle. Et l'angle droit se trouve en face du plus grand côté. C'est un outil de preuve : les nombres seuls suffisent à garantir l'angle droit, aucune vérification à l'œil n'est nécessaire.

Cette idée est très ancienne et très concrète : les bâtisseurs égyptiens utilisaient une corde à 13 nœuds formant 12 intervalles égaux. En la tendant en triangle de côtés 3, 4 et 5, ils obtenaient un angle parfaitement droit pour leurs fondations. Pourquoi ? Parce que 3² + 4² = 9 + 16 = 25 = 5². La corde prouvait l'angle droit, exactement comme la réciproque.

La méthode tient en trois gestes : repère le plus grand côté, calcule séparément son carré puis la somme des carrés des deux autres, et compare. Égalité ? Triangle rectangle. Pas d'égalité ? Pas rectangle, et le théorème te le prouve aussi. Attention à ne jamais confondre le sens direct (je sais que c'est rectangle, je calcule) et la réciproque (je calcule pour prouver que c'est rectangle). C'est justement ce qu'on va travailler.

L'exemple, pas à pas

Un triangle a des côtés de 5 cm, 12 cm et 13 cm. Est-il rectangle ?

  1. Plus grand côté : 13

    Je repère d'abord le plus grand côté : c'est 13 cm. Si le triangle est rectangle, ce sera lui l'hypoténuse.

  2. 13² = 169

    Je calcule le carré du plus grand côté, tout seul de son côté.

  3. 5² + 12² = 25 + 144 = 169

    Je calcule séparément la somme des carrés des deux autres côtés.

  4. 169 = 169

    Les deux résultats sont égaux ! D'après la réciproque du théorème de Pythagore, le triangle est rectangle, et l'angle droit est en face du côté de 13 cm.

Résultat : Le triangle est rectangle : 13² = 5² + 12² = 169.

Un triangle a des côtés de 4 cm, 5 cm et 6 cm. Est-il rectangle ?

  1. 6² = 36

    Le plus grand côté mesure 6 cm. Son carré vaut 36.

  2. 4² + 5² = 16 + 25 = 41

    La somme des carrés des deux autres côtés vaut 41.

  3. 36 ≠ 41

    Pas d'égalité : d'après le théorème de Pythagore, le triangle ne peut pas être rectangle. La conclusion est prouvée, pas seulement devinée !

Résultat : 36 ≠ 41 : le triangle n'est pas rectangle.