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En géométrie, il est souvent nécessaire de calculer l'aire d'une figure. Des formules simples et quasiment intuitives existent pour les figures de base comme le rectangle ou le carré. Elles peuvent cependant devenir plus compliquées pour d'autres configurations. L'unité de mesure de l'aire dépend du système utilisé. En effet, dans le système métrique ou système international, il s'agit du mètre carré , de symbole m 2 . Si vous travaillez avec des mesures anglo-saxonnes, l'unité de mesure de l'aire est le pouce carré ou square inch en anglais et a pour symbole in 2 [1] .

Partie 1
Partie 1 sur 3:

Calculer l'aire d'un carré ou d'un rectangle

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  1. Le carré et le rectangle sont des quadrilatères particuliers  [2] . En effet, les côtés d'un rectangle sont égaux deux à deux et il possède au moins trois angles droits. Mesurez son côté le plus long et notez L la valeur trouvée.
  2. Notez l la valeur. Pour obtenir l'aire du rectangle, il vous suffit donc de mesurer la longueur de deux côtés adjacents, qui sont deux segments ayant une extrémité commune  [3] .
    • Pour le carré, une seule mesure suffit puisque les quatre côtés sont égaux. Autrement dit, la longueur est égale à la largeur.
  3. Si l'on reprend les notations précédentes, la surface d'un rectangle vaut L × l .
    • Soit un rectangle de 4 cm de longueur et 3 cm de largeur. Son aire vaut donc 4 × 3 soit 12 cm 2 .
    • La formule de l'aire pour le rectangle convient également au carré. Compte tenu de ses caractéristiques et si on note c la longueur d'un côté, l'aire d'un carré est donnée par la formule c × c ou plus simplement c 2 . La surface d'un carré de 4 cm de côté vaut donc 4 2 soit 16 cm 2 .
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Partie 2
Partie 2 sur 3:

Calculer l'aire d'un cercle ou d'un polygone

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  1. La formule est Π × r 2 [4] . La variable r est le rayon du cercle, qui est la distance du centre à l'un des points du cercle  [5] . Cette donnée peut vous être fournie dans un énoncé ou mesurée à la règle. Remarquez que la formule fait intervenir la constante mathématique Π (pi) qui vaut environ 3,14.
    • Soit un cercle de 4 cm de rayon. Son aire est donc Π × 4 2 , soit Π × 16 = 50,24 cm 2 . Si vous n'avez pas de calculatrice scientifique, arrondissez Π à 3,14.
  2. La formule est b × h × 1/2 [6] . Les variables sont la longueur de la base b et de la hauteur h . La base est l'un des côtés du triangle et la hauteur est la perpendiculaire qui passe par la base et le sommet opposé. Si nécessaire, dessinez la hauteur afin de la mesurer.
    • Soit un triangle dont une base mesure 4 cm et la hauteur associée mesure 3 cm. L'aire de la figure est donc 4 × 3 × 1/2 soit 6 cm 2 .
  3. Cette figure est un quadrilatère particulier, car ses côtés sont égaux deux à deux. Si elle possède un angle droit, il s'agit alors d'un rectangle  [7] . La formule de calcul de l'aire d'un parallélogramme est b × h , avec b , la longueur d'un côté et h , celle de la hauteur associée. Celle‑ci est la perpendiculaire à un côté passant par le sommet opposé  [8] . Remarquez que pour le rectangle, la hauteur est confondue avec un côté de la figure du fait de l'angle droit.
    • Soit un parallélogramme dont la longueur est de 4 cm et la hauteur associée est de 5 cm. Son aire est alors 4 × 5 soit 20 cm 2 .
  4. Un trapèze est un quadrilatère possédant deux côtés parallèles, appelés bases, et deux côtés non parallèles  [9] . Son aire est donnée par la formule (B + b) × h × 1/2 [10] , avec B , la longueur de la grande base, b , celle de la petite base et h , celle de la hauteur associée. Celle‑ci est le segment perpendiculaire aux deux bases. Notez qu'un trapèze peut être divisé en figures plus simples telles qu'un rectangle et un triangle. Cette décomposition peut vous aider à retrouver son aire.
    • Soit un trapèze dont la grande et la petite base mesurent respectivement 6 et 4 cm et la hauteur vaut 5 cm. Son aire est donc 5 × ( 6 + 4 ) × 1/2 soit 25 cm 2 .
  5. Il s'agit d'un polygone dont les six côtés sont égaux  [11] . Vous pouvez calculer son aire à l'aide de différentes formules, plus ou moins difficiles à retenir. L'une d'elles est P × a × 1/2 , avec P , le périmètre de l'hexagone et a , la longueur de l'apothème. Celui‑ci est un segment perpendiculaire à un côté et passant par le centre du polygone. Le périmètre est simplement la somme des longueurs des côtés. Si on note c la longueur d'un côté, le périmètre vaut 6 × c .
    • L'hexagone régulier peut se décomposer en six triangles équilatéraux, de côté c . Pour trouver son aire, vous pouvez calculer celle d'un triangle et la multiplier par six. Si on note a , la hauteur d'un triangle, son aire vaut donc c × a × 1/2 . En effet, dans un hexagone régulier, l'apothème se confond avec une hauteur d'un triangle qui le compose. L'aire de l'hexagone vaut donc 3 × a × c . Remarquez que l'on retrouve la formule avec le périmètre. Si on remplace P par 6 × c , alors la formule donnée au point précédent donne 6 × c × a × 1/2 soit 3 × a × c . Soit un hexagone de côté 4 cm et dont l'apothème mesure 3,5 cm. Le périmètre vaut 24 cm et l'aire vaut 24 × 3,5 × 0,5 soit 42 cm 2 . En utilisant l'autre formule, l’aire vaut 3 × 3,5 × 4 soit également 42 cm 2 .
  6. Il s'agit d'un polygone dont les huit côtés sont égaux  [12] . Si l'on note c la longueur d'un côté, l'aire de l'octogone est donnée par la formule  [13] 2 × c 2 × (1 + √2) . La seule variable étant la longueur du côté de l'octogone, il vous suffit de le mesurer pour trouver son aire.
    • Soit un octogone de 4 cm de côté. L'aire est donc 2 × 4 2 × (1 + √2) soit 77,25 cm 2 .
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Partie 3
Partie 3 sur 3:

Travailler avec des unités anglo-saxonnes

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  1. L'unité de mesure de l'aire est le pouce carré et celle des longueurs est le pouce ou inch en anglais et de symbole in . Il en existe différents ordres de grandeur. Pour réaliser vos calculs, vous pouvez avoir besoin de convertir les unités anglo-saxonnes entre elles ou de passer du système anglo-saxon au système métrique et inversement  [14] [15] . Les principales équivalences sont :
    • 1 in = 2,54 cm
    • 1 pied ( foot ) = 12 in = 30,48 cm
    • 1 yard = 36 in = 91,44 cm
    • 1 m = 39,3701 in
    • 1 cm = 0,3937 in
  2. Comme dans le système international, le système anglo-saxon comporte des déclinaisons des unités de surface. Outre le pouce carré , il existe également le pied carré ou square foot en anglais et de symbole ft 2 . Pour passer d'une unité à l'autre, multipliez la valeur en pieds carrés par 144 pour obtenir son équivalent en pouces carrés .
    • Par exemple, une aire de 400 ft 2 équivaut à 57 600 in 2 .
  3. Un pouce valant environ 2,54 cm, un pouce carré équivaut à 2,54 2 soit 6,45 cm 2 . Pour réaliser votre conversion, vous devez donc multiplier la valeur en pouces carrés par 6,45. Par exemple, on a donc que 250 in 2 équivaut à 1 612,5 cm 2 à l'arrondi près.
    • Pour réaliser la conversion inverse, notez qu'un centimètre vaut 0,394 in. Donc un centimètre carré vaut 0,155 in 2 . Pour obtenir une mesure en pouces carrés, vous devez donc multiplier la valeur en centimètres carrés par 0,155. Si vous travaillez sur des valeurs plus élevées, sachez qu'un mètre carré vaut 10 000 cm 2 et un kilomètre carré vaut 10 10 cm 2 . Un kilomètre carré équivaut donc à 1 550 003 100 in 2 .
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