Entraînement

Aire d’un trapèze et fonction affine : raisonnement pas à pas et vérification graphique

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Énoncé

On considère un trapèze ABCEABCE rectangle en BB et CC. On donne AB=5AB = 5 cm et BC=6BC = 6 cm.
La figure ci-dessous n'est pas réalisée en vraie grandeur.
Le point DD se trouve sur le segment [EC][EC] de telle sorte que ABCDABCD soit un rectangle.
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Partie A


Dans cette partie, ED=3ED = 3 cm.

  1. Faire une figure aux dimensions exactes.

  2. Calculer l'aire du rectangle ABCD.ABCD.

  3. Calculer l'aire du triangle rectangle ADEADE.

4.Montrer que l'aire du trapèze ABCEABCE est égale à 39 cm239 \text{ cm}^2.

Partie B


Dans cette partie, on ne connaît pas la longueur EDED. On note ED=xED = x (en cm). On rappelle que AB=5AB = 5 cm et BC=6BC = 6 cm.

  1. Montrer que l'aire du trapèze ABCEABCE, en cm2, peut s'écrire 3x+303x + 30.

  2. Sur le repère ci-dessous, représenter la fonction affine x3x+30x \mapsto 3x + 30.

  3. Par lecture graphique, trouver la valeur de xx pour laquelle l'aire du trapèze ABCEABCE est égale à 3636 cm2. Faire apparaître les traits justificatifs en pointillés sur le graphique.

  4. Retrouver ce résultat en résolvant une équation.

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Révéler le corrigé

Partie A


1.
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👉 Pense à respecter l’échelle demandée et à coder les angles droits en B et C.

  1. Aire du rectangle ABCDABCD :
    AABCD=AB×BC=5×6=30AABCD = AB \times BC = 5 \times 6 = 30
    L'aire du rectangle ABCDABCD est égale à 30 cm230 \text{ cm}^2.
    👉 Retient : aire d’un rectangle == longueur ×\times largeur.

  2. Aire du triangle ADEADE :
    AADE=ED×AD2=3×62=3×3=9AADE = \dfrac{\text{ED}\times\text{AD}}{2} = \dfrac{3\times6}{2} = 3 \times 3 = 9
    L'aire du triangle ADEADE est égale à 9 cm29 \text{ cm}^2.
    👉 Astuce : pour un triangle rectangle, prends bien les deux côtés perpendiculaires comme base et hauteur.

  3. Aire du trapèze ABCEABCE :
    AABDE=AADE+AABCD=9+30=39AABDE = AADE + AABCD = 9 + 30 = 39
    L'aire du trapèze ABCEABCE est égale à 39 cm239 \text{ cm}^2.
    👉 Additionne les aires des parties non superposées pour obtenir l’aire totale.

Partie B

  1. Aire du trapèze ABCEABCE :
    AABCE=AADE+AABCD=ED×AD2+30=x×62+30=3x+30AABCE = AADE + AABCD = \dfrac{\text{ED}\times\text{AD}}{2}+30 = \dfrac{x\times6}{2}+30 = 3x + 30
    L'aire du trapèze ABCEABCE est égale à 3x+30 cm23x + 30 \text{ cm}^2.
    👉 Remplace ici EDED par xx et conserve AD=6AD=6 pour exprimer l’aire en fonction de xx.

  2. La représentation graphique d'une fonction affine est une droite ne passant pas par l'origine.
    De plus, pour x=1x = 1 : 3×1+30=3+30=333 \times 1 + 30 = 3 + 30 = 33
    et pour x=6x = 6 : 3×6+30=18+30=483 \times 6 + 30 = 18 + 30 = 48.
    La droite passe donc par les points de coordonnées (1;33)(1; 33) et (6;48)(6; 48).
    👉 Trace d’abord un repère clair, place deux points sûrs, puis aligne-les soigneusement à la règle.

  3. picture-in-textPar lecture graphique (cf pointillés), pour x=2x = 2 cm, l'aire du trapèze ABCEABCE est égale à 36 cm236 \text{ cm}^2.
    👉 Pense à bien tracer les pointillés horizontaux et verticaux pour lire les coordonnées avec précision.

  4. Retrouvons par le calcul le résultat précédent :
    On a vu (question 1.) que l'aire du trapèze ABCEABCE est égale à 3x+303x + 30. On obtient donc :
    3x+30=363x + 30 = 36
    3x=36303x = 36 - 30
    3x=63x = 6
    x=63x = \dfrac{6}{3}
    x=2x = 2
    D'où : pour x=2x = 2 cm, l'aire du trapèze ABCEABCE est égale à 36 cm236 \text{ cm}^2 (on a retrouvé par le calcul le résultat de la question 3.).
    👉 Vérifie toujours que ton résultat graphique et ton résultat algébrique coïncident : c’est une bonne façon d’éviter les erreurs !