Hors programme collège / Géométrie dans l'espace 9 exercices (dont 7 corrigés)

a
1. Surface latérale E.6604 On considère le prisme droit ABCDEF représenté ci-dessous : 1 a Quelle est nature de la face DEF ? b Déterminer l’aire de la face DFE . 2 a De quelles natures sont les faces ABED , ACFD et BCFE ? b Déterminer l’aire de chacune de ces faces. 3 Donner l’aire latérale de ce prisme droit. E.4949 On considère le cube ABCDEFGH de côté 4 cm représenté ci-dessous : 1 a Combien de sommets comporte ce cube? b Combien d’arêtes comporte ce cube? c Combien de faces comporte ce cube? 2 Déterminer le volume de ce cube. 3 Déterminer l’aire latérale de ce cube. E.586 On considère le pavé droit ABCDEFGH ; on note I et J les milieux respectifs des faces ABCD et EFGH . On suppose désormais les mesures suivantes connues : AB = 8 cm ; AD = 6 cm ; AE = 7 cm et on admet que le solide IDCJHG est un prisme droit : 1 Calculer le volume du prisme IDCJHG . 2 Calculer la surface latérale du prisme IDCJHG . E.9123 Le volume du parallélépipède a été multiplié par 27. De combien ont été agrandies ses dimensions? Et son aire latérale? 2. Agrandissement et réduction de volumes E.5461 On considère une pyramide ABCDO à base carrée ABCD représentée ci-contre. On note I le pied de la hauteur de la pyramide et E le milieu de [ OA ] . On a les dimensions : AB =3 cm ; IO =4 cm Le plan parallèle à la base passant par le point E intercepte. la pyramide en formant le quadrilatère EFGH . 1 a Quelle est la nature du quadrilatère EFGH ? b Justifier que le point F est le milieu du segment [ OB ] . c Que peut-on dire de la pyramide EFGHO vis-à-vis de la pyramide ABCDO ? 2 a Déterminer la mesure du segment [ EF ] . b Donner l’aire A de la base ABCD et l’aire A de la vase EFGH . c Donner la valeur du rapport A A des aires. 3 La formule d’une pyramide est donnée par la formule : V = 1 3 ×A B × h On admet que : OI =2 cm a Donner le volume V de la pyramide ABCDO et le vol-ume V de la pyramide EFGHO . https://chingmath.fr chapExoCorrec/6604 sacados/6604 ABCDEF6cm3;2cm6;8cm3cm chapExoCorrec/4949 sacados/4949 ABCDEFGH chapExoCorrec/586 sacados/586 ABCDEFGHIJ chapExoCorrec/9123 sacados/9123 chapExoCorrec/5461 sacados/5461 ABCDEFGIOIH
b Donner la valeur du rapport V V des volumes. E.6299 Paul en visite à Paris admire la Pyramide, réalisée en verre feuil-leté au centre de la cour in-térieure du Louvre. Cette pyra-mide régulière a: pour base un carré ABCD de côté 35 mètres ; pour hauteur le segment [ SO ] de longueur 22 mètres. Paul a tellement apprécié cette pyramide qu’il achète comme souvenir de sa visite une lampe à huile dont le réservoir en verre est une réduction à l’échelle 1 500 de la vraie pyramide. Le mode d’emploi de la lampe précise que, une fois allumée, elle brûle 4 cm 3 d’huile par heure. Au bout de combien de temps ne restera-t-il plus d’huile dans le réservoir? Arrondir à l’unité d’heures. Rappel: Volume d’une pyramide = un tiers du produit de l’aire de la base par la hauteur. Indication : Faire apparaitre sur la copie la démarche util-isée. Toute trace de recherche sera prise en compte lors de l’évaluation même si le travail n’est pas complètement abouti. E.987 Un sablier est constitué de deux pyramides superposées comme le montre le croquis ci-dessous. Le sable s’écoule au niveau du point S . La surface du sable est représentée par le plan A B C D horizontal et parallèle aux bases des pyramides SABCD La pyramide SABCD est régulière, sa base est un carré ABCD , on rappelle que la hauteur ( SO ) est perpendiculaire au plan ABCD . Le niveau du sable est repéré par la longueur SA sur l’arête de la pyramide SABCD . On donne : OA =27 mm et SO =120 mm . Dans tout ce problème, A est le milieu de [ SA ] . 1 Représenter la base ABCD en vraie grandeur. 2 a Justifier que le triangle AOB est rectangle isocèle. b Montrer que : AB =27 2 mm 3 a Calculer l’aire du carré ABCD b En déduire le volume V de la pyramide SABCD est 58 320 mm 2 4 Le triangle SOA est rectangle. Montrer que : SA = 123 mm . 5 La pyramide SA B C D est une réduction de la pyra-mide SABCD . a Que peut-on dire des droites ( OA ) et ( O A ) ? b Déterminer le coefficient de la réduction SO SO . 6 On note V le volume de la pyramide SA B C D . Cal-culer V . 7 On admet que le volume du sable descendu est propor-tionnel au temps écoulé. tout le sable s’écoule en 4 min-utes. Au bout de combien de temps le niveau du sable est-il dans la position étudiée? E.5920 Une pyramide régulière de sommet S a pour base le carré ABCD telle que son volume V est égal à 108 cm 3 . Sa hauteur mesure 9 cm . Le volume d’une pyramide est donnée par la relation: Volume d’une pyramide = aire de la base × hauteur 3 1 Vérifier que l’aire de ABCD est bien 36 cm 3 . En déduire la valeur de AB . Montrer que le périmètre du tri-angle ABC est égal 12+6 2 cm . 2 SMNOP est une réduction de la pyramide SABCD . On obtient alors la pyramide SMNOP telle que l’aire du carré MNOP soit égale à 4 cm 2 a Calculer le volume de la pyramide SMNOP . b Elise pense que pour obtenir le périmètre du triangle MNO , il suffit de diviser le périmètre du triangle ABC par 3 . Êtes-vous d’accord avec elle? Indication : pour cette question, toute trace de recherche, même incomplète, sera prise en compte dans l’évaluation 3. Pyramide, agrandissement, réduction, fonctions affines https://chingmath.fr sacados/6299 ABCDS chapExoCorrec/987 sacados/987 Afrique de l'ouest et Asie - juin 2005 - 12 points SADCBABCDSADCBOADCBO sacados/5920 ABCDHS ABCDHSMNOP
E.991 Sur la figure ci-contre, SABCD est une pyramide à base carrée de hauteur [ SA ] telle que : AB =9 cm ; SA =12 cm . Le triangle SAB est rectangle en A . Première partie EFGH est la section de la pyramide SABCD par le plan parallèle à la base et telle que : SE =3 cm . 1 a Calculer EF . b Calculer SB . 2 a Calculer le volume V de la pyramide SABCD . b Donner le coefficient de réduction permettant de passer de la pyramide SABCD à la pyramide SEFGH . c En déduire le volume V de SEFGH . On donnera une valeur arrondie à l’unité. Deuxième partie Soit M un point de [ SA ] tel que SM = x cm , où x est compris entre 0 et 12. On appelle MNPQ la section de la pyramide SABCD par le plan parallèle à la base passant par M . 1 Montrer que : MN =0 ; 75 · x 2 Soit A ( x ) l’aire du carré MNPQ en fonction de x . Montrer que : A ( x )=0 ; 5625 · x 2 . 3 Compléter le tableau ci-après : Longueur x (en cm ) 0 2 4 6 8 10 12 Aire A ( x ) du carré MNPQ 4 Tracer un repère où : sur l’axe des abscisses, 1 cm représente 1 unité ; sur l’axe des ordonnées, 1 cm représente 10 unités. l’axe des abscisses et l’axe des ordonnées sont perpen-diculaires. Placer dans ce repère les points d’abscisse x et d’ordonnée A ( x ) données par le tableau. 5 L’aire de MNPQ est-elle proportionnelle à la longueur SM ? Justifier à l’aide du graphique. https://chingmath.fr chapExoCorrec/991 sacados/991 Paris - Juin 2006 - 12 points SABCDEFGH SABCDMNPQ