Parmi les huit grandeurs d’un triangle rectangle (trois côtés, deux angles, hauteur relative à l’hypoténuse, aire et périmètre), remplissez exactement les deux que vous connaissez. Avec le théorème de Pythagore et les rapports trigonométriques, tout le reste est calculé avec les étapes.
Table des matières
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Ce que vous pouvez faire sur cette page
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À quoi sert ce calcul ?
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Mode d'emploi
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Formules et figures
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Symboles et termes
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Ce qu’il est utile de savoir avant de commencer
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Calculer avec Excel
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Calculer avec Google Sheets
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Calculer avec Python
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Écrire la formule en LaTeX et autres langages mathématiques (à copier-coller)
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Faire faire le calcul par ChatGPT
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Les atouts de DataChef
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Fonctions connexes
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Liste des calculatrices NumberChef
Ce que vous pouvez faire sur cette page
- Parmi les huit grandeurs d’un triangle rectangle (les trois côtés \(a\), \(b\), \(c\), les deux angles \(\alpha\), \(\beta\), la hauteur relative à l’hypoténuse \(h\), l’aire \(S\) et le périmètre \(L\)), entrez les deux que vous connaissez et obtenez tout le reste aussitôt
- Toutes les paires fonctionnent : « les côtés à partir de l’hypoténuse et d’un angle », « un côté à partir de l’aire et d’un autre côté », « les trois côtés à partir du périmètre et d’une autre valeur »… (sauf deux angles seuls)
- Les angles s’affichent en degrés (°) et en radians. Les étapes montrent quelles formules ont servi
- Une explication simple du théorème de Pythagore et des rapports trigonométriques (sin, cos, tan), et des formules à copier-coller pour Excel, Google Sheets et Python se trouvent aussi sur cette page
À quoi sert ce calcul ?
En France, la pente d’un toit se donne souvent en pourcentage : une « pente de 40 % » monte de 40 cm pour 1 m à l’horizontale. C’est exactement un triangle rectangle, et l’angle vaut \(\tan^{-1}(0{,}4) \approx 21{,}8^\circ\). Le chevron correspond à l’hypoténuse : pour une portée horizontale de 4,55 m (soit 1,82 m de hauteur), il faut \(\sqrt{4{,}55^2 + 1{,}82^2} \approx 4{,}90\) m, plus que la portée.
Les charpentiers ont toujours travaillé avec les calculs du triangle rectangle : tracés à l’équerre, tables de pente, longueurs d’arêtiers.
Ce qui est trop haut pour être mesuré directement se mesure grâce à l’angle sous lequel on le voit de loin. Si vous êtes à 10 m d’un arbre et que l’angle d’élévation est de 40°, la partie au-dessus de vos yeux mesure \(10 \times \tan 40^\circ \approx 8{,}4\) m. En ajoutant la hauteur de vos yeux, 1,5 m, l’arbre mesure environ 9,9 m.
Les relevés au théodolite (un instrument qui mesure les angles avec précision) et la mesure de la hauteur des arbres en forêt reposent exactement sur ce calcul : trouver les autres côtés à partir d’un côté et d’un angle.
Une échelle trop droite ou trop couchée est dangereuse. Les recommandations de prévention (INRS) retiennent un angle d’environ 75°, ce qui revient à écarter le pied du mur d’environ un quart de la longueur de l’échelle. Une échelle de 6 m posée à 75° a son pied à \(6 \times \cos 75^\circ \approx 1{,}55\) m du mur et atteint \(6 \times \sin 75^\circ \approx 5{,}8\) m de haut.
« Jusqu’où monte cette échelle ? » et « À quelle distance mettre le pied ? » sont des calculs de rapports trigonométriques faits chaque jour sur les chantiers.
Le « 10 % » d’un panneau de descente dangereuse signifie que la route descend de 10 m pour 100 m à l’horizontale : c’est la valeur de la tangente elle-même. En angle, cela fait \(\tan^{-1} 0{,}1 \approx 5{,}7^\circ\). Cela paraît peu, mais c’est une pente déjà rude pour une voiture ou un vélo.
Une fois le lien entre pourcentage et angle compris, on peut estimer la raideur d’une côte à partir des dénivelés d’une application de cartes, ou lire les pentes des voies ferrées, données en ‰ (pour mille).
En France, les règles d’accessibilité des établissements recevant du public limitent la pente d’une rampe à 5 % (avec une tolérance à 8 % sur 2 m au plus). Pour franchir une marche de 15 cm à 5 %, il faut \(15 \div 0{,}05 = 300\) cm à l’horizontale. La rampe elle-même est l’hypoténuse, \(\sqrt{300^2 + 15^2} \approx 300{,}4\) cm, et l’angle vaut environ 2,9°.
« Ai-je assez de place ? » et « Une rampe du commerce est-elle assez longue ? » se vérifient sur place avec un calcul de triangle rectangle.
Formules et figures
Symboles et termes
Symboles
| \(a\) | a | L’un des deux côtés de l’angle droit. C’est le côté en face de l’angle \(\alpha\). |
| \(b\) | b | L’autre côté de l’angle droit. C’est le côté en face de l’angle \(\beta\). |
| \(c\) | c | L’hypoténuse, le plus long côté d’un triangle rectangle, en face de l’angle droit. |
| \(\alpha\) | alpha | L’angle en face du côté \(a\). C’est une lettre grecque souvent utilisée pour nommer les angles. |
| \(\beta\) | bêta | L’angle en face du côté \(b\). On a \(\alpha + \beta = 90^\circ\). |
| \(h\) | h | La hauteur quand l’hypoténuse sert de base : la longueur de la perpendiculaire menée du sommet de l’angle droit à l’hypoténuse. \(h = a \times b \div c\). |
| \(S\) | S | L’aire. \(S = a \times b \div 2\). (Les manuels français la notent souvent \(\mathcal{A}\).) |
| \(L\) | L | Le périmètre (la somme des trois côtés). \(L = a + b + c\). (Les manuels français le notent souvent \(P\).) |
| \(\sin\alpha\) | sinus alpha | Le côté opposé rapporté à l’hypoténuse. \(\sin\alpha = a \div c\). (Exemple : \(\sin 30^\circ = 0{,}5\)) |
| \(\cos\alpha\) | cosinus alpha | Le côté adjacent rapporté à l’hypoténuse. \(\cos\alpha = b \div c\). (Exemple : \(\cos 60^\circ = 0{,}5\)) |
| \(\tan\alpha\) | tangente alpha | Le côté opposé rapporté au côté adjacent. \(\tan\alpha = a \div b\). (Exemple : \(\tan 45^\circ = 1\)) |
| \(\tan^{-1}\) | arc tangente | Le calcul qui part de la valeur de la tangente pour retrouver l’angle. Sur une calculatrice scientifique, c’est la touche tan⁻¹ (ou Arctan). Il s’écrit avec « −1 », mais il désigne le calcul inverse, pas l’inverse 1 ÷ tan. |
Termes
| triangle rectangle | Un triangle dont un angle mesure exactement 90° (un angle droit). Les deux autres angles sont toujours aigus (moins de 90°) et font 90° au total. |
| hypoténuse | Le côté en face de l’angle droit. C’est toujours le plus long des trois côtés d’un triangle rectangle. |
| côté de l’angle droit | L’un des deux côtés d’un triangle rectangle qui forment l’angle droit. Ils sont toujours plus courts que l’hypoténuse. |
| théorème de Pythagore | La relation \(a^2 + b^2 = c^2\) entre les trois côtés d’un triangle rectangle. On l’étudie en 4e (13-14 ans). Si vous connaissez deux côtés, vous pouvez calculer le troisième. |
| rapport trigonométrique | Un rapport entre les côtés d’un triangle rectangle (sinus, cosinus ou tangente d’un angle aigu). L’angle fixe le rapport, donc à partir d’un angle et d’un côté on peut calculer les autres côtés. On l’étudie au collège (cosinus en 4e, sinus et tangente en 3e, 13-15 ans). |
| radian | Une autre unité d’angle. L’angle au centre qui intercepte un arc de même longueur que le rayon mesure 1 radian, et \(180^\circ = \pi\) radians. Pour passer des degrés aux radians : degrés × π ÷ 180. |
| triplet pythagoricien | Trois nombres entiers qui sont les côtés d’un triangle rectangle. Les plus connus sont 3, 4, 5, puis 5, 12, 13 et 8, 15, 17. |
| triangle rectangle isocèle | Un triangle rectangle dont les deux côtés de l’angle droit sont égaux. Les deux angles aigus mesurent 45°, et les côtés sont dans le rapport \(1 : 1 : \sqrt{2}\). C’est la forme de l’une des deux équerres d’un kit de géométrie. |
Ce qu’il est utile de savoir avant de commencer
Voici ce qu’il est utile de savoir pour utiliser les calculs de cette page en comprenant ce qu’ils font, et pas seulement en appuyant sur le bouton.
| L’aire d’un triangle (CM2-6e, 10-12 ans) |
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| La somme des angles d’un triangle (5e, 12-13 ans) |
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| Le théorème de Pythagore et la racine carrée (4e, 13-14 ans) |
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| La trigonométrie dans le triangle rectangle (4e-3e, 13-15 ans) |
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Calculer avec Excel
| Hypoténuse c | 10 |
| Angle α (degrés) | 30 |
| Côté a | =B1*SIN(RADIANS(B2)) |
| Côté b | =B1*COS(RADIANS(B2)) |
| Côté a | 3 |
| Côté b | 4 |
| Angle α (degrés) | =DEGRES(ATAN(B1/B2)) |
| Angle β (degrés) | =90-B3 |
| Côté a | 3 |
| Côté b | 4 |
| Aire S | =B1*B2/2 |
| Côté a | 3 |
| Côté b | 4 |
| Hypoténuse c | 5 |
| Hauteur h | =B1*B2/B3 |
| Côté a | 3 |
| Côté b | 4 |
| Hypoténuse c | 5 |
| Périmètre L | =B1+B2+B3 |
Les fonctions SIN et COS d’Excel travaillent en radians, donc un angle saisi en degrés est converti avec la fonction RADIANS. Dans l’autre sens, ATAN renvoie des radians, que la fonction DEGRES reconvertit en degrés.
Le premier tableau affiche 5 pour le côté a et environ 8,66 pour le côté b. Le deuxième affiche environ 36,87 pour l’angle α et environ 53,13 pour l’angle β. Il suffit de remplacer les données de la colonne B par vos propres nombres.
Calculer avec Google Sheets
| Hypoténuse c | 10 |
| Angle α (degrés) | 30 |
| Côté a | =B1*SIN(RADIANS(B2)) |
| Côté b | =B1*COS(RADIANS(B2)) |
| Côté a | 3 |
| Côté b | 4 |
| Angle α (degrés) | =DEGRES(ATAN(B1/B2)) |
| Angle β (degrés) | =90-B3 |
| Côté a | 3 |
| Côté b | 4 |
| Aire S | =B1*B2/2 |
| Côté a | 3 |
| Côté b | 4 |
| Hypoténuse c | 5 |
| Hauteur h | =B1*B2/B3 |
| Côté a | 3 |
| Côté b | 4 |
| Hypoténuse c | 5 |
| Périmètre L | =B1+B2+B3 |
Calculer avec Python
import math
side_a = 3.0 # côté a (côté de l’angle droit)
side_b = 4.0 # côté b (côté de l’angle droit)
side_c = math.sqrt(side_a ** 2 + side_b ** 2) # hypoténuse (théorème de Pythagore)
angle_alpha = math.degrees(math.atan(side_a / side_b)) # angle α (degrés)
angle_beta = 90 - angle_alpha # angle β (degrés)
height = side_a * side_b / side_c # hauteur relative à l’hypoténuse
area = side_a * side_b / 2 # aire
perimeter = side_a + side_b + side_c # périmètre
print(f"Hypoténuse c : {side_c}")
print(f"Angle α : {angle_alpha} degrés = {math.radians(angle_alpha)} radians")
print(f"Angle β : {angle_beta} degrés = {math.radians(angle_beta)} radians")
print(f"Hauteur h : {height}")
print(f"Aire S : {area}")
print(f"Périmètre L : {perimeter}")
Écrire la formule en LaTeX et autres langages mathématiques (à copier-coller)
a = c·sin α, b = c·cos α
a = c \sin\alpha, \quad b = c \cos\alpha
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>a</mi><mo>=</mo><mi>c</mi><mo>⁢</mo><mi>sin</mi><mo>⁡</mo><mi>α</mi>
<mo>,</mo>
<mi>b</mi><mo>=</mo><mi>c</mi><mo>⁢</mo><mi>cos</mi><mo>⁡</mo><mi>α</mi>
</mrow>
</math>
a = c sin(alpha), b = c cos(alpha)
a == c Sin[α] && b == c Cos[α]
a := c*sin(alpha); b := c*cos(alpha);
a = c*sind(alpha); b = c*cosd(alpha);
a = c sin α, b = c cos α
α = tan⁻¹(a ÷ b), β = 90° − α
\alpha = \tan^{-1}\frac{a}{b}, \quad \beta = 90^\circ - \alpha
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>α</mi><mo>=</mo>
<msup><mi>tan</mi><mrow><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msup>
<mo>⁡</mo>
<mfrac><mi>a</mi><mi>b</mi></mfrac>
<mo>,</mo>
<mi>β</mi><mo>=</mo><mrow><mn>90</mn><mo>°</mo></mrow><mo>−</mo><mi>α</mi>
</mrow>
</math>
alpha = arctan(a/b), beta = 90 - alpha
α == ArcTan[a/b] && β == Pi/2 - α
alpha := arctan(a/b); beta := Pi/2 - alpha;
alpha = atand(a/b); beta = 90 - alpha;
α = tan^(-1)(a/b), β = 90° - α
S = a × b ÷ 2
S = \frac{1}{2}ab
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi><mo>=</mo>
<mfrac><mrow><mi>a</mi><mo>⁢</mo><mi>b</mi></mrow><mn>2</mn></mfrac>
</mrow>
</math>
S = (a b)/2
a b / 2
S := a*b/2;
S = a*b/2;
S = ab/2
h = a × b ÷ c
h = \frac{ab}{c}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>h</mi><mo>=</mo>
<mfrac><mrow><mi>a</mi><mo>⁢</mo><mi>b</mi></mrow><mi>c</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
h = (a b)/c
a b / c
h := a*b/c;
h = a*b/c;
h = ab/c
L = a + b + c
L = a + b + c
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>L</mi><mo>=</mo><mi>a</mi><mo>+</mo><mi>b</mi><mo>+</mo><mi>c</mi>
</mrow>
</math>
L = a + b + c
a + b + c
L := a + b + c;
L = a + b + c;
L = a + b + c
Faire faire le calcul par ChatGPT
Tu es un assistant de calcul mathématique. Fais le calcul suivant en exécutant réellement du code Python, et appuie ta réponse uniquement sur les nombres obtenus à l’exécution (ne réponds pas de tête ni par estimation). Dans un triangle rectangle, le côté de l’angle droit a mesure 3 et l’hypoténuse c mesure 5. Trouve : 1. L’autre côté de l’angle droit b (théorème de Pythagore) 2. Les angles α et β (en degrés et en radians) 3. La hauteur h relative à l’hypoténuse 4. L’aire S et le périmètre L Indique les formules utilisées et les nombres obtenus à l’exécution.
Mode d'emploi
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1Saisissez vos nombresTapez les nombres à calculer dans les champs de saisie
-
2CalculezAppuyez sur le bouton « Calculer »
-
3Lisez le résultatLe résultat s’affiche aussitôt. La même page explique aussi le raisonnement et la formule
Les atouts de DataChef
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