Exercices types : 55ème partie - Exercice 1

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Question 1

On cherche à déterminer s’il existe des triangles rectangles dont les longueurs des trois côtés sont des entiers consécutifs.
Déterminer tous les triangles vérifiant cette condition et justifier votre réponse.

Correction
Théorème de Pythagore
  • Dans un triangle rectangle, le carré de la longueur de l'hypoténuse est égal à la somme des carrés des longueurs des deux autres côtés.
Nous cherchons tous les triangles rectangles dont les mesures des côtés sont des entiers consécutifs.
Notons xx la longueur du plus petit côté. Les trois côtés du triangle ont alors pour longueurs : xx, x+1x+1 et x+2x+2 car les mesures des côtés sont des entiers consécutifs.
xx est un entier, donc le plus grand côté est x+2x+2, il s'agit donc de l'hypoténuse.
D'après le théorème de Pythagore :
x2+(x+1)2=(x+2)2x^2+\left(x+1\right)^2=\left(x+2\right)^2.
Développons cette égalité :
x2+x2+2x+1=x2+4x+4x^2+x^2+2x+1=x^2+4x+4
Ainsi :
2x2+2x+1=x2+4x+42x^2+2x+1=x^2+4x+4
x22x3=0x^2-2x-3=0
Nous devons résoudre l'équation :
x22x3=0x^2-2x-3=0
a=1a=1, b=2b=-2 et c=3c=-3.
Calculons le discriminant Δ\Delta. Ainsi :
Δ=(2)24×1×(3)=16\Delta=\left(-2\right)^2-4\times 1\times \left(-3\right)=16
Comme Δ>0\Delta>0, l'équation admet deux racines réelles distinctes x1x_1 et x2x_2 données par :
x1=bΔ2ax_1=\frac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a} et x2=b+Δ2ax_2=\frac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}
D'où :
x1=(2)162×1x_1=\frac{-\left(-2\right)-\sqrt{16}}{2\times 1} et x2=(2)+162×1x_2=\frac{-\left(-2\right)+\sqrt{16}}{2\times 1}
x1=242x_1=\frac{2-4}{2} et x2=2+42x_2=\frac{2+4}{2}
x1=1x_1=-1 et x2=3x_2=3
Comme xx représente une longueur, il doit être strictement positif. La racine x=1x=-1 n'est donc pas possible.
Finalement : x=3x=3
Les trois côtés du triangle sont alors : 33, 44 et 55.
Le seul triangle rectangle dont les mesures des côtés sont des entiers consécutifs est le triangle de côtés 33, 44 et 55.

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