Agilité

Trigonométrie et Thalès pour une voiture

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Énoncé

Pour savoir si les feux de croisement de sa voiture sont réglés correctement, Pauline éclaire un mur vertical comme l’illustre le dessin suivant :

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Pauline réalise le schéma ci-dessous (qui n’est pas à l’échelle) et relève les mesures suivantes :
PA=0,65PA = 0,65 m, AC=QP=5AC = QP = 5 m et CK=0,58CK = 0,58 m.
PP désigne le phare, assimilé à un point.

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Pour que l’éclairage d'une voiture soit conforme, les constructeurs déterminent l'inclinaison du faisceau.
Cette inclinaison correspond au rapport QKQP\dfrac{QK}{QP}. Elle est correcte si ce rapport est compris entre 0,010,01 et 0,0150,015.

  1. Vérifier que les feux de croisement de Pauline sont réglés avec une inclinaison égale à 0,0140,014.

  2. Donner une mesure de l’angle QPK^\widehat{QPK} correspondant à l’inclinaison. On arrondira au dixième de degré.

  3. Quelle est la distance ASAS d’éclairage de ses feux ? Arrondir le résultat au mètre près.

Révéler le corrigé

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  1. Le point KK appartient au segment [QC][QC], donc :
    QK=QCKC=0,650,58=0,07 mQK = QC - KC = 0{,}65 - 0{,}58 = 0{,}07\ \text{m}

On a donc :
QKQP=0,075=0,014\dfrac{QK}{QP} = \dfrac{0{,}07}{5} = 0{,}014

Les feux de croisement de Pauline sont réglés avec une inclinaison égale à 0,0140{,}014.
👉 Conseil : vérifie toujours que les unités sont cohérentes avant de calculer un rapport (ici, toutes les longueurs sont en mètres).
👉 Remarque : l’inclinaison trouvée est bien comprise entre 0,010{,}01 et 0,0150{,}015, donc les feux sont conformes.

  1. Dans le triangle QPKQPK rectangle en QQ, on a :
    tanQPK^=QKPQ=0,075\tan \widehat{QPK} = \dfrac{QK}{PQ} = \dfrac{0{,}07}{5}

Donc :
QPK^=tan1(0,075)0,8\widehat{QPK} = \tan^{-1}\left(\dfrac{0{,}07}{5}\right) \approx 0{,}8^\circ

L’angle QPK^\widehat{QPK} mesure environ 0,80{,}8^\circ (valeur arrondie au dixième de degré).
👉 Astuce : quand tu obtiens un rapport très petit, l’angle est forcément très petit aussi (ici, moins d’un degré).
👉 Conseil : pense à bien mettre ta calculatrice en mode degrés pour éviter les erreurs d’unité.

  1. On sait que les droites (AP)(AP) et (KC)(KC) sont toutes deux perpendiculaires à la droite (AC)(AC).
    Or, si deux droites sont perpendiculaires à une même troisième droite, alors elles sont parallèles.
    Donc, les droites (AP)(AP) et (KC)(KC) sont parallèles.

Les droites (PK)(PK) et (AC)(AC) sont sécantes en SS.
D’après le théorème de Thalès, on a :
SCSA=SKSP=KCAP\dfrac{SC}{SA} = \dfrac{SK}{SP} = \dfrac{KC}{AP}

Soit :
SCSC+5=KCAP=0,580,65\dfrac{SC}{SC + 5} = \dfrac{KC}{AP} = \dfrac{0{,}58}{0{,}65}

De SCSC+5=0,580,65\dfrac{SC}{SC + 5} = \dfrac{0{,}58}{0{,}65}, on déduit :
SC×0,65=0,58×(SC+5)SC \times 0{,}65 = 0{,}58 \times (SC + 5)
0,65SC=0,58SC+2,90{,}65SC = 0{,}58SC + 2{,}9
0,07SC=2,90{,}07SC = 2{,}9
SC=2,90,07=41,43SC = \dfrac{2{,}9}{0{,}07} = 41{,}43

Donc SC41 mSC \approx 41\ \text{m}.

Enfin :
SA=SC+CA41+5=46SA = SC + CA \approx 41 + 5 = 46

La distance ASAS d’éclairage des feux est donc d’environ 46 m (valeur arrondie au mètre).
👉 Conseil méthode : quand tu appliques Thalès, vérifie toujours l’ordre des points pour ne pas inverser les rapports.
👉 Astuce finale : un bon schéma avec les droites parallèles et les segments bien nommés t’évite la moitié des erreurs dans ce type de problème.