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1ère · Produit scalaire
Applications : théorème d'Al-Kashi et projection
Théorème d'Al-Kashi
Dans un triangle , en notant , , et l'angle en , le théorème d'Al-Kashi (généralisation de Pythagore) énonce :
Démonstration rapide (à l'aide du produit scalaire)
On écrit , donc :
car .
Exemple
Dans un triangle avec , et :
Projection orthogonale
Si est le projeté orthogonal de sur la droite , alors :
où est la mesure algébrique de sur la droite .
Cette propriété permet de calculer un produit scalaire en se ramenant à une projection, sans connaître l'angle directement.
Exemple
Si et que le projeté orthogonal de sur vérifie (dans le même sens que ), alors :
Exercices de la leçon
Exercice 1
Le théorème d'Al-Kashi généralise :
Corrigé
Quand , et la formule d'Al-Kashi devient , c'est-à-dire le théorème de Pythagore.
Exercice 2
Le théorème d'Al-Kashi ne s'applique qu'aux triangles rectangles.
Corrigé
Le théorème d'Al-Kashi s'applique à n'importe quel triangle, rectangle ou non ; il généralise le théorème de Pythagore.
Exercice 3
Dans un triangle avec , et , que vaut selon Al-Kashi ?
Corrigé
(on retrouve Pythagore puisque ).
Exercice 4
Dans un triangle , on donne , et . Calcule à l'aide du théorème d'Al-Kashi (donne la valeur exacte).
Corrigé
On applique directement la formule d'Al-Kashi avec , puis on simplifie la racine carrée obtenue.
Exercice 5
Dans un triangle , on donne , et . Calcule à l'aide du théorème d'Al-Kashi (en l'écrivant avec le sommet ), puis donne la valeur de l'angle arrondie au degré (on donne ).
Corrigé
On isole le cosinus de l'angle dans la formule d'Al-Kashi, en faisant bien attention à associer le côté opposé au sommet considéré, puis on utilise la fonction pour obtenir l'angle.
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