Quatrième · Mathématiques · Chapitre 9
Pyramides et cônes : volumes, patrons, perspective cavalière, repérage dans l’espace
- pyramide
- cône
- un tiers de base × hauteur
- patron
- perspective cavalière
- repérage dans un pavé droit
Ce que tu sauras faire
- Reconnaître une pyramide et un cône de révolution, et nommer leur base, leur sommet et leur hauteur.
- Expliquer pourquoi leur volume est le tiers de celui du prisme droit ou du cylindre de même base et de même hauteur.
- Calculer le volume d’une pyramide et d’un cône, et retrouver une hauteur ou un rayon à partir d’un volume.
- Convertir des volumes entre m³, dm³, cm³ et litres.
- Construire le patron d’une pyramide et d’un cône, et le relier à leur dessin en perspective cavalière.
- Dessiner une pyramide et un cône en perspective cavalière, arêtes cachées en pointillés.
- Se repérer dans un pavé droit avec une abscisse, une ordonnée et une altitude.
Au programme du chapitre
- Reconnaître une pyramide et un cône de révolution
- Le volume : un tiers du prisme ou du cylindre
- Calculer le volume d’une pyramide ou d’un cône
- Retrouver une hauteur ou un rayon
- Les unités de volume
- Le patron d’une pyramide et d’un cône
- La perspective cavalière
- Se repérer dans un pavé droit
- Tout relier : un monument célèbre
Exercices corrigés
Exercice 1
Un prisme droit et une pyramide ont la même base. La hauteur de la pyramide est le double de celle du prisme. Un élève affirme : « La pyramide est plus haute, donc son volume est plus grand. » A-t-il raison ? Justifie avec les formules.
Un coup de pouce
Écris les deux volumes avec les lettres (aire de la base) et (hauteur du prisme), puis compare-les.
Voir la correction pas à pas
Notons l’aire de la base commune et la hauteur du prisme. Le prisme a pour volume . La pyramide a pour hauteur , donc pour volume . Comme , la pyramide a un volume plus petit : les deux tiers de celui du prisme. L’élève a tort : être plus haut ne suffit pas, il faut aussi tenir compte du facteur .
Exercice 2
Un cône de révolution a pour rayon 3 cm et pour hauteur 4 cm. Un élève calcule son volume avec le côté incliné (5 cm) à la place de la hauteur et trouve . Explique son erreur et donne le bon volume.
Un coup de pouce
Quelle longueur est perpendiculaire à la base ? Est-ce le côté incliné ?
Voir la correction pas à pas
La formule du volume utilise la hauteur, qui est perpendiculaire à la base : ici 4 cm. Le côté incliné (5 cm) est l’hypoténuse du triangle rectangle formé par la hauteur et un rayon : il est forcément plus long que la hauteur, donc le volume de l’élève est trop grand ( cm³). Le bon volume est cm³.
Les pièges à éviter
- Oublier la division par 3 : le résultat est 3 fois trop grand.
- Prendre le diamètre pour le rayon dans un cône.
- Utiliser une arête ou le côté incliné à la place de la hauteur.
- Dans une pyramide à base triangulaire, utiliser la hauteur du triangle de base comme hauteur de la pyramide (ou l’inverse).
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