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Transformations géométriques : exercices de maths 5ème

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Exercices de maths 5ème : Transformations géométriques

22 exercices classés par difficulté (★ facile, ★★ moyen, ★★★ difficile). Cherche d’abord sans regarder le corrigé !

2 Vrai ou faux ? (axiale) ★★★

Pour chaque affirmation, dis si elle est vraie ou fausse et justifie.

  1. Deux segments symétriques par rapport à une droite ont la même longueur.
  2. Si A’ est le symétrique de A par rapport à (d), alors (d) passe par le milieu de [AA’].
  3. Un angle de 40° a pour symétrique un angle de 140°.
  4. Le symétrique d’un point de l’axe est un autre point de l’axe, différent du premier.
  5. Un triangle de 12 cm² d’aire a un symétrique de 12 cm² d’aire.

3 Déplacements sur le quadrillage ★★★

Le point O est le centre d’une symétrie centrale. Décris la position du symétrique de chaque point.

  1. A est à 4 carreaux à gauche et 3 carreaux en dessous de O.
  2. B est à 2 carreaux à droite et 5 carreaux au-dessus de O.
  3. C est à 3 carreaux à droite de O, sur la même ligne.
  4. D est le point O lui-même.

4 Le milieu du segment ★★★

Dans chaque cas, le point O est le centre de la symétrie centrale.

  1. M’ est le symétrique de M et OM = 3,4 cm. Calcule OM’ puis MM’.
  2. P’ est le symétrique de P et PP’ = 9 cm. Calcule OP.
  3. R, O et S sont alignés, avec RO = 2,6 cm et OS = 2,6 cm. Les points R et S sont-ils symétriques par rapport à O ? Pourquoi ?

5 Axes et centre des lettres ★★★

On considère les lettres majuscules suivantes, écrites en caractères « bâton » (comme sur une plaque) : H, A, Z, E, X, L, F. Pour chacune, donne le nombre d’axes de symétrie et dis si elle a un centre de symétrie. Présente ta réponse dans un tableau.

6 Image d’un triangle par un demi-tour ★★★

Le triangle ABC est rectangle en A, avec AB = 4 cm et AC = 3 cm (un carreau mesure 1 cm, donc BC = 5 cm). On construit son symétrique A’B’C’ par rapport au point O.

012345678910111213140123456789ABCO

  1. Construis A’B’C’ puis donne les coordonnées de A’, B’ et C’.
  2. Donne la longueur A’B’, la mesure de l’angle ∠B’A’C’, le périmètre et l’aire de A’B’C’.
  3. Que peux-tu dire des droites (AB) et (A’B’) ?

7 Longueurs, angles, périmètre ★★★

Le triangle EFG a pour dimensions EF = 5 cm, FG = 3,5 cm, EG = 6 cm et l’angle ∠EFG = 88°. Le triangle E’F’G’ est son symétrique par rapport à un point O.

  1. Donne les longueurs E’F’, F’G’ et E’G’.
  2. Quelle est la mesure de ∠E’F’G’ ?
  3. Calcule le périmètre de E’F’G’.
  4. Si le triangle EFG a une aire d’environ 8,7 cm², quelle est l’aire de E’F’G’ ?

8 Un axe en diagonale ★★★

Sur le quadrillage, la droite (d) passe par les coins opposés. Les coordonnées de A, B, C sont A (1 ; 3), B (2 ; 6) et C (4 ; 5).

0123456701234567(d)ABC

  1. Construis le symétrique A’B’C’ du triangle ABC par rapport à (d).
  2. Donne les coordonnées de A’, B’ et C’. Que remarques-tu ?

9 Deux symétries à la suite sur une droite ★★★

Trois points A, B, C sont alignés dans cet ordre, avec AB = 3 cm et BC = 2 cm. On construit :

  • le point D, symétrique de A par rapport à C ;
  • le point E, symétrique de C par rapport à B.
  1. Calcule AC, puis CD, puis AD.
  2. Où se trouve E sur la droite ? Calcule AE.
  3. Calcule la longueur DE.

10 Diagonales d’un parallélogramme ★★★

ABCD est un parallélogramme de centre O. On donne AC = 9,4 cm, BD = 6 cm, AB = 4,6 cm et ∠AOB = 70°.

  1. Calcule OA, OB, OC et OD.
  2. Donne la mesure de ∠COD. Justifie.
  3. Quelle est la mesure de ∠BOC ?
  4. Calcule le périmètre du triangle AOB, puis celui du triangle COD. Que remarques-tu ?

11 Est-ce un parallélogramme ? ★★★

Dans chaque cas, les diagonales [MP] et [NQ] du quadrilatère MNPQ se coupent en I. Peut-on affirmer que MNPQ est un parallélogramme ? Justifie.

  1. IM = IP = 2,6 cm et IN = IQ = 1,9 cm.
  2. IM = 2,6 cm, IP = 2,5 cm et IN = IQ = 1,9 cm.

12 Cherche le centre ★★★

La figure ci-dessous est formée de quatre carreaux.

A

  1. Cette figure possède-t-elle un centre de symétrie ? Si oui, place-le.
  2. Possède-t-elle un axe de symétrie ? Explique.

13 Trouve l’erreur dans les constructions ★★★

Des élèves doivent construire le symétrique A’ d’un point A par rapport à une droite (d). Dis si chaque construction est juste ou fausse et explique.

  1. Léo place A’ tel que (AA’) est parallèle à (d).
  2. Mia place A’ sur la perpendiculaire à (d) passant par A, mais à une distance de (d) deux fois plus grande que celle de A.
  3. Zoé place A’ sur la perpendiculaire à (d) passant par A, de l’autre côté de (d), à la même distance de (d) que A.

Ensuite, pour une symétrie centrale de centre O, Tom place A’ sur la droite (OA), du même côté de O que A, avec OA’ = OA. Est-ce juste ?

14 Polygones réguliers ★★★

Complète le tableau en donnant, pour chaque polygone régulier, le nombre d’axes de symétrie et en précisant s’il y a un centre de symétrie.

Polygone Triangle équilatéral Carré Pentagone Hexagone Heptagone Octogone
Nombre de côtés 3 4 5 6 7 8
Axes
Centre (oui/non)

Quelle règle peux-tu énoncer pour un polygone régulier à n côtés ? Combien d’axes et un centre pour un polygone régulier à 12 côtés ?

15 Pièces d’un pavage ★★★

Ce pavage est fait de 12 pièces identiques numérotées.

123456789101112KKPPRRMM

  1. Quelle pièce est le symétrique de la pièce 6 par rapport au point K ?
  2. Quelle pièce est le symétrique de la pièce 4 par rapport au point P ?
  3. Quelle pièce est le symétrique de la pièce 1 par rapport au point R ?

16 Étudier une frise ★★★

Une frise est formée de triangles qui se suivent, pointe en haut puis pointe en bas, comme dans la figure ci-dessous (elle se prolonge à l’infini à gauche et à droite).

  1. Cette frise a-t-elle des axes de symétrie verticaux ? Où passent-ils ?
  2. A-t-elle un axe de symétrie horizontal ?
  3. A-t-elle des centres de symétrie ? Où se trouvent-ils ?

17 Un programme de construction ★★★

Construis un parallélogramme ABCD de centre O tel que OA = 3,2 cm, OB = 2,5 cm et ∠AOB = 54°. Écris un programme de construction qui utilise la symétrie centrale, puis donne le périmètre approximatif sachant que AB ≈ 2,7 cm et BC ≈ 5,1 cm.

18 Deux demi-tours de suite ★★★

On reprend le pavage de l’exercice « Pièces d’un pavage ».

123456789101112KKPPRRMM

  1. On effectue un demi-tour de la pièce 1 autour du point P, puis un demi-tour de la pièce obtenue autour du point M. Sur quelle pièce arrive-t-on ?
  2. Comment passe-t-on directement de la pièce 1 à cette dernière pièce en regardant le pavage ?

19 Coordonnées et symétries ★★★

Dans un quadrillage gradué (l’origine est en bas à gauche), on donne A (2 ; 3), B (7 ; 6) et O (4 ; 4).

  1. Donne les coordonnées de A’ et B’, symétriques de A et B par rapport à O.
  2. Le point C’ (6 ; 4) est le symétrique d’un point C par rapport à O. Donne les coordonnées de C.
  3. Le point M (1 ; 5) a pour symétrique M’ (9 ; 5) par rapport à une droite verticale (d). Donne l’équation de (d), c’est-à-dire l’abscisse des points de (d).

20 Le parc en parallélogramme ★★★

Un parc a la forme d’un parallélogramme ABCD. Ses diagonales [AC] et [BD] mesurent 120 m et 90 m. Elles se coupent en O, où se trouve une fontaine. Un jardinier plante un arbre en M sur la diagonale [AC], à 35 m de la fontaine, du côté de A. Il veut planter un second arbre en M’, symétrique de M par rapport à la fontaine.

  1. Où doit-il placer M’ ? Calcule MM’.
  2. Calcule la distance de M’ au sommet C.
  3. Quel est le périmètre du triangle OBC si BC = 80 m ?

21 Démonstration avec un parallélogramme ★★★

ABCD est un parallélogramme de centre O. Le point M est sur le côté [AB]. On appelle M’ le symétrique de M par rapport à O.

012345678910012345ABCDMO

  1. Quel est le symétrique du segment [AB] par rapport à O ?
  2. Démontre que M’ est sur le côté [CD].
  3. Démontre que CM’ = AM.

22 Rosaces ★★★

La rosace ci-dessous est formée de 5 pétales identiques régulièrement répartis autour d’un centre.

  1. Combien a-t-elle d’axes de symétrie ? A-t-elle un centre de symétrie ?
  2. Même question pour une rosace du même type avec 6 pétales.
  3. On colorie un seul pétale en rouge dans la rosace à 6 pétales. Que deviennent les axes et le centre ?

Voir le corrigé des exercices