Théorème de Thalès et sa réciproque

Sujet 1 - Exercice 2

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Question 1
On fixe une étagère ici représentée par le segment [UZ][UZ] contre un mur vertical [UW][UW]. On pose une balle de tennis sur l’étagère. La situation est représentée par le schéma ci-dessous.

À l'aide de la figure ci-dessus, démontrer que la balle de tennis ainsi posé ne roulera pas.

Correction
Afin que la balle de tennis ne roule pas, il faut que l’étagère [UZ][UZ] soit parallèle au segment [VY][VY]. Ainsi l'étagère sera perpendiculaire au mur, et sera donc horizontale. Pour cela :
1°) Calculons dans un premier temps la longueur du segment [WY]\color{blue}[WY] :
Comme le triangle VWYVWY est rectangle en VV avec VW=60VW = 60 cm et VY=80VY = 80 cm. On peut appliquer le théorème de Pythagore :
WY2=VW2+VY2WY^{2} =VW^{2} +VY^{2}
donc WY2=602+802WY^{2} =60^{2} +80^{2}
WY2=3600+6400WY^{2} =3600+6400
WY2=10  000WY^{2} =10\;000 . Nous allons utiliser la racine carrée pour déterminer la mesure de WYWY.
D'où : WY=10  000WY=\sqrt{10\;000}
Ainsi :
WY=100WY=100 cm

La mesure de WYWY est donc de 100100 cm.
2°) Démontrons que les droites (UZ)\color{blue}(UZ) et (VY)\color{blue}(VY) sont parallèles :
  • Les droites (UW)(UW) et (ZW)(ZW) sont sécantes en WW.
  • Les points WW, VV, UU sont alignés dans le même ordre que WW, YY et ZZ.
  • Calculons d'une part :
    WUWV=13860\frac{WU}{WV} =\frac{138}{60}
    WUWV=2,3\frac{WU}{WV} =2,3

    Calculons d'autre part :
    WZWY=230100\frac{WZ}{WY} =\frac{230}{100}
    WZWY=2,3\frac{WZ}{WY} =2,3

    On constate ici, que : WUWV=WZWY\frac{WU}{WV}=\frac{WZ}{WY}.
    Donc d’après la réciproque du théorème de Thalès les droites (UZ)\left(UZ\right) et (VY)\left(VY\right) sont parallèles.
    On peut ainsi conclure que l'étagère est bien horizontale et que la balle de tennis ne roulera pas.