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L'espace en quatrième avec jMath3D - Version 4.0.3

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Descartes
Descartes et les Mathématiques

Géométrie dans l'espace en quatrième

1. Coin de cube
2. Trois pyramides dans un cube
3. Six pyramides dans un cube
4. Pyramide équilatérale de base carrée

Page no 85, réalisée le 5/9/2005, mise à jour le 23/4/2010
adaptée à la version 4.0.3 de jMath3D le 16/6/2010

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Pyramide avec GéoSpace

Sections planes de pyramide (troisième)
Pyramide octogonale
Intersection de plans dans une pyramide (seconde)

Pyramide : le cours

Une pyramide est un solide composé :
  • d'une base polygonale,
  • de faces latérales triangulaires, ayant un sommet commun, le sommet de la pyramide.

La pyramide est régulière si la base est un polygone régulier et si la hauteur, perpendiculaire abaissée du sommet sur la base, a son pied au centre du polygone de base.

Au collège, les pyramides étudiées auront une base rectangulaire, souvent carrée, ou bien une base triangulaire ; dans ce dernier cas le solide est aussi nommé tétraèdre.

Le volume d'une pyramide (ou d'un cône de révolution) est donné par la formule :

aire de la base × hauteur


3

Démocrite (460-370 avant J.-C.) fut le premier à formuler l'énoncé et Eudoxe (IVe siècle) le premier à en trouver la démonstration.

g3w Télécharger la figure GéoSpace pyramide.g3w

Voir : tronc de pyramide

1. Coin de cube

On appelle « coin de cube » le tétraèdre trirectangle BEGF formé par trois arêtes d'un cube concourantes en un sommet F, et des diagonales des faces du cube qui joignent les autres extrémités de ces arêtes.

« Figure fil de fer ».

En bleu : « coin de cube ».

« Cube tronqué ».

En classe de quatrième, savoir visualiser le « coin de cube » à partir de la « Figure fil de fer » et le « cube tronqué » auquel on a enlevé le coin de cube.

g3w Télécharger les figures GéoSpace coin_cube.g3w, cube_tronque.g3w, la figure GéoSpace de base : cube.g3w
Voir aussi : « cube tronqué » aux huit sommets.

2. Trois pyramides dans un cube

Visualiser la partition d'un cube en 3 pyramides à bases carrées ayant donc le même volume.

Pour cela, on va partir du cube initial ABCDEFGH et définir les 3 pyramides de même sommet E et de bases respectives les faces ABCD ; BCGF et HDCG du cube.

On vérifie que le volume de chaque pyramide est bien V = 1/3 × a3 = 1/3 × a2 × a = 1/3 × Sbase × hauteur.

g3w Télécharger la figure GéoSpace trois_pyra.g3w

3. Six pyramides dans un cube

Dans un cube de centre I, visualiser la partition 6 pyramides régulières de bases carrées, de sommet I, ayant le même volume.

On retrouve encore le volume de la pyramide V = 1/6 × a3 = 1/3 × a2 × 1/2 a = 1/3 × Sbase × hauteur.

g3w Télécharger la figure GéoSpace six_pyra.g3w

4. Pyramide équilatérale de base carrée

SABCD est une pyramide régulière de face carrée ABCD.
Les quatre autres faces sont des triangles équilatéraux.

Quel est l'angle des arêtes (SA) et (SC) ?

Construction avec GéoSpace

Construire un carré de côté a. Ses diagonales [AC] et [BD] se coupent en H. La hauteur (d) est la droite issue de H, perpendiculaire au plan ABC. S est un des points d'intersection de la hauteur (d) et de la sphère de centre A et de rayon a.

g3w Télécharger le fichier GéoSpace pyramyde_equi.g3w

Plan diagonal

Une vue de face du plan ASC permet de conjecturer que l'angle ASC est droit.

En effet, si a est la longueur d'une des arêtes de la pyramide, on remarque que ABC est un triangle rectangle isocèle de petits côtés a et d'hypoténuse AC.

Le triangle ASB a deux côtés de longueur a et un troisième côté AC.
Il est isométrique à ABC : ASB est rectangle en S.

 

Sommaire

1. Coin de cube
2. Trois pyramides dans un cube
3. Six pyramides dans un cube
4. Pyramide équilatérale de base carrée

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