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Théorème de Pythagore et sa réciproque

Programme en vigueur — arrêté du 9 novembre 2015, applicable en 3ème depuis la rentrée 2016. Voir le texte

Mesure annoncée pour 2027, non confirmée réglementairement au 9 septembre 2026. Ce que l'on sait

Dans un triangle rectangle, le carré de l'hypoténuse est égal à la somme des carrés des deux autres côtés (a² + b² = c²). La réciproque permet de démontrer qu'un angle est droit. Applications : calculs de longueurs, distances, problèmes concrets.

La règle d'or

Dans l'espace, une longueur se calcule en deux triangles rectangles successifs : c'est le repérage de ces deux triangles qui est évalué, pas la formule.

L'erreur que tout le monde fait

Additionner directement les carrés des trois dimensions d'un pavé sans passer par la diagonale de la base.

Le résultat tombe juste par accident dans le pavé droit, mais la démarche ne se transpose ni à la pyramide ni au cône. Ce qui est évalué n'est pas la formule : c'est la capacité à nommer les deux triangles rectangles et à dire où se trouve chaque angle droit.

Nommer les deux triangles rectangles et situer leur angle droit avant d'écrire la moindre égalité.

Notions à maîtriser

  • triangle rectangle
  • hypoténuse
  • côtés de l'angle droit
  • racine carrée
  • démonstration
  • triplet pythagoricien
  • 3-4-5
1

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Fiche de révision

Théorème de Pythagore : le guide ultime

Théorème de Pythagore et sa réciproque Définition et théorème Le théorème de Pythagore s’applique aux triangles rectangles uniquement. Il relie les longueurs des côtés : Dans

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Le théorème a été vu en 4e dans le plan. En 3e il change de terrain : il sert dans l'espace, il se combine à la trigonométrie, et sa réciproque devient un outil de démonstration à part entière. C'est l'un des chapitres les plus régulièrement mobilisés au brevet, rarement pour lui-même — presque toujours comme première étape d'un problème plus long.

1Ce qu'il faut avoir en tête sans hésiter

Propriété

Si le triangle est rectangle en , alors :

Règle

Réciproque — si est le plus grand côté et si , alors le triangle est rectangle en . C'est le seul moyen de démontrer qu'un angle est droit : un dessin ne prouve rien.

Chercher l'hypoténuse → additionner. Chercher un côté de l'angle droit → soustraire. Les triplets (3 ; 4 ; 5), (5 ; 12 ; 13), (8 ; 15 ; 17) et leurs multiples évitent souvent tout calcul.

Quelques égalités reviennent si souvent qu'il vaut mieux les reconnaître que les recalculer : (3 ; 4 ; 5), (5 ; 12 ; 13), (8 ; 15 ; 17), (7 ; 24 ; 25). On les appelle des triplets pythagoriciens. Tout multiple de l'un d'eux en est un aussi — (6 ; 8 ; 10), (9 ; 12 ; 15) — puisque multiplier les trois côtés par multiplie les trois carrés par .

Reconnaître en dix secondes

  1. Le signal. Un triangle rectangle — ou une figure qui en contient un —, trois longueurs dont une manquante, et aucun angle dans l'énoncé. Les mots « hauteur », « distance », « diagonale », « échelle contre un mur » le trahissent aussi.
  2. La première question à se poser : ce que je cherche est-il l'hypoténuse ? Si oui j'additionne, sinon je soustrais. C'est la seule décision du calcul, et c'est celle qu'on rate.
  3. Le contre-signal. Un angle figure dans les données ou dans la question → ce n'est pas Pythagore, c'est le cosinus, le sinus ou la tangente. Une question qui demande « démontrer que l'angle est droit » → ce n'est pas le théorème, c'est sa réciproque.
  4. Le réflexe qui économise l'exercice. Avant tout calcul, repérez le plus grand côté : c'est l'hypoténuse, et il est seul de son côté du signe égal. Dans l'espace, comptez les triangles — il y en a deux, jamais un.

2Dans l'espace : deux triangles au lieu d'un

La grande diagonale d'un pavé droit

  1. La difficulté n'est pas le calcul mais le repérage : la grande diagonale n'appartient à aucune face. On l'atteint en deux temps, avec deux triangles rectangles successifs.
  2. Premier triangle, dans la base : la diagonale de la face du bas, pour un pavé de 8 sur 6.d = 10
  3. Second triangle, vertical : cette diagonale devient un côté de l'angle droit, la hauteur 10 est l'autre.
  4. On conclut.environ 14,1 unités
8610
En pointillé la diagonale de la base, en violet la grande diagonale.
Piège

Additionner directement les trois dimensions au carré sans passer par la diagonale de la base.

Pourquoi — Le résultat est juste par hasard dans le pavé droit, mais la méthode ne se transpose ni à la pyramide ni au cône. Ce qui est évalué, c'est le repérage des deux triangles, pas la formule.

Ce que ça coûte — La démarche entière de la question d'espace, souvent notée à part du résultat.

Le réflexe — Nommer les deux triangles rectangles et dire où se trouve chaque angle droit avant d'écrire la moindre égalité.

3Dans une pyramide

Exemple

Pyramide à base carrée de côté 12, de hauteur 8, dont le sommet est à la verticale du centre de la base.

  1. L'apothème — la hauteur d'une face — s'obtient avec la hauteur et la moitié du côté.a = 10
  2. L'arête latérale demande d'abord la demi-diagonale de la base.
  3. Puis un second triangle rectangle, avec la hauteur.
  4. On conclut.

apothème 10 · arête latérale ≈ 11,7

hapothèmearête
L'apothème vise le milieu d'un côté, l'arête un sommet.

4Avec la trigonométrie

Dès qu'un angle figure dans les données ou dans la question, Pythagore ne suffit plus : c'est le cosinus, le sinus ou la tangente qu'il faut. À l'inverse, un problème où n'apparaissent que des longueurs relève de Pythagore. Beaucoup d'exercices de brevet enchaînent les deux — Pythagore pour une longueur manquante, puis la trigonométrie pour l'angle.

Exemple

Un exercice de brevet enchaîne presque toujours les deux outils. Dans un triangle rectangle en avec et , on demande puis l'angle en .

  1. Que des longueurs : c'est Pythagore.
  2. On prend la racine.
  3. Un angle est maintenant demandé : on change d'outil. Vu de , l'opposé vaut 5 et l'adjacent 12, sans l'hypoténuse — donc la tangente.
  4. La touche inverse de la calculatrice donne l'angle : environ 22,6°, soit 23° au degré près.

BC = 13 et l'angle en B mesure environ 23°

5Les pièges qui coûtent des points

Piège

Additionner alors qu'on cherche un côté de l'angle droit : écrire .

Pourquoi — la formule est mémorisée dans un seul sens, et on la recopie sans regarder ce qui est cherché.

Ce que ça coûte — Toute la question, avec un résultat plus grand que l'hypoténuse — donc visiblement faux.

Le réflexe — L'hypoténuse est seule de son côté du signe égal. Si elle est connue, elle reste seule et on soustrait.

Piège

Appliquer la réciproque sans vérifier que le côté choisi est le plus grand.

Pourquoi — les trois longueurs sont là, on teste l'égalité avec celles qui se présentent en premier.

Ce que ça coûte — La démonstration entière : comparer les mauvais carrés ne démontre rien, même si le calcul tombe juste.

Le réflexe — Ranger les trois longueurs par ordre croissant avant de comparer. Le plus grand côté est le seul candidat à l'hypoténuse.

Piège

Confondre l'apothème et l'arête d'une pyramide.

Pourquoi — les deux partent du sommet et descendent vers la base ; sur un dessin en perspective, ils se ressemblent.

Ce que ça coûte — Le triangle rectangle est faux dès la première ligne, et tout ce qui suit avec.

Le réflexe — L'apothème vise le milieu d'un côté, l'arête vise un sommet. Deux cibles, deux triangles, deux calculs.

Piège

Arrondir la première diagonale avant de s'en servir pour la seconde.

Pourquoi — la calculatrice affiche une décimale interminable, et on la coupe pour continuer.

Ce que ça coûte — Une erreur qui grossit à chaque étape, et parfois une conclusion inversée sur une comparaison.

Le réflexe — Garder la valeur exacte — ou la mémoire de la calculatrice — jusqu'à la dernière ligne. On n'arrondit que la réponse.

Piège

Conclure qu'un angle est droit parce qu'il en a l'air sur la figure.

Pourquoi — le dessin est convaincant, et le codage de l'angle droit paraît une formalité.

Ce que ça coûte — La question de démonstration, qui est précisément celle qui vaut le plus.

Le réflexe — Un dessin ne prouve rien. Soit l'angle droit est codé ou écrit dans l'énoncé, soit il se démontre par la réciproque.

  • ▢Ai-je nommé le triangle rectangle et dit où se trouve l'angle droit ?
  • ▢Est-ce l'hypoténuse que je cherche ? Si oui j'additionne, sinon je soustrais.
  • ▢L'hypoténuse est-elle bien seule de son côté du signe égal ?
  • ▢Pour une réciproque : ai-je pris le plus grand côté, et l'ai-je dit ?
  • ▢Dans l'espace, ai-je traité deux triangles successifs, et nommé les deux ?
  • ▢Apothème ou arête : ai-je visé le milieu d'un côté ou un sommet ?
  • ▢Ai-je gardé les valeurs exactes jusqu'à la dernière ligne ?
  • ▢Ma réponse a-t-elle une unité, et est-elle plus petite que la plus grande dimension ?

L'essentiel en 6 points

  • ·Chercher l'hypoténuse → additionner. Chercher un autre côté → soustraire.
  • ·La réciproque est le seul moyen de démontrer qu'un angle est droit.
  • ·Dans l'espace, on procède en deux triangles rectangles successifs, jamais en un seul calcul.
  • ·Apothème au milieu d'un côté, arête à un sommet : deux triangles différents.
  • ·Un angle dans l'énoncé appelle la trigonométrie ; que des longueurs, c'est Pythagore.
  • ·On n'arrondit qu'à la toute fin : un arrondi précoce peut inverser la conclusion.
2

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Au sommaire du cours

  1. 1. Ce qu'il faut avoir en tête sans hésiter
  2. 2. Dans l'espace : deux triangles au lieu d'un
  3. 3. Dans une pyramide
  4. 4. Avec la trigonométrie
  5. 5. Les pièges qui coûtent des points

Conforme au programme officiel · version 2026.2.

3

Exercices corrigés

1

Additionner ou soustraire ?

Raisonner
  1. a. rectangle en , on connaît et , on cherche .
  2. b. rectangle en , on connaît et , on cherche .
  3. c.On connaît les trois longueurs et on demande si l'angle est droit.
›Voir le corrigé
  1. a. L'hypoténuse est cherchée : on additionne les carrés.
  2. b. est l'hypoténuse, donnée : on soustrait.
  3. c. Ni l'un ni l'autre : c'est la réciproque, deux calculs séparés puis une comparaison.
2

Calculs directs

Calculer
  1. a. rectangle en , et . Calcule .
  2. b. rectangle en , et . Calcule .
›Voir le corrigé
  1. a. Hypoténuse cherchée, donc addition.BC = 15
  2. b. Hypoténuse donnée, donc soustraction.AC = 24
  3. Les deux sont des triplets connus : (9 ; 12 ; 15) est (3 ; 4 ; 5) triplé, (10 ; 24 ; 26) est (5 ; 12 ; 13) doublé.
3

Démontrer qu'un angle est droit

Raisonner
  1. a. avec cm, cm et cm. Ce triangle est-il rectangle ?
  2. b. avec cm, cm et cm. Même question.
›Voir le corrigé
  1. On repère le plus grand côté, puis on mène les deux calculs séparément.
  2. a. Le carré du plus grand
  3. a. La somme des deux autreségaux : rectangle en S
  4. b. Le carré du plus grand
  5. b. La somme des deux autres441 ≠ 400 : pas rectangle
  6. Une réponse complète nomme le sommet de l'angle droit : au a., il est en , opposé au côté de 29 cm.
4

La grande diagonale du carton

Modéliser
  1. a.Un carton d'emballage mesure 60 cm sur 45 cm de base, et 80 cm de haut. Une tige rigide peut-elle y tenir en diagonale si elle mesure 1,10 m ?
8610
Deux triangles rectangles successifs : la base, puis la verticale.
›Voir le corrigé
  1. La plus grande longueur qui tient dans un pavé est sa grande diagonale. On l'obtient en deux triangles.
  2. Diagonale de la based = 75 cm
  3. Grande diagonale, avec la hauteur
  4. On conclut
  5. Réponse rédigée : la grande diagonale mesure environ 109,7 cm, soit moins que 110 cm : la tige ne tient pas.
  6. L'écart est de 3 mm — c'est exactement le genre de question où arrondir en cours de route inverse la conclusion.
5

La pyramide du toit

Modéliser
  1. a.Un toit en pyramide a une base carrée de 10 m de côté et une hauteur de 12 m. Calcule l'apothème, c'est-à-dire la hauteur d'un pan de toit.
  2. b.Calcule ensuite la longueur d'une arête, du sommet jusqu'à un coin de la base.
›Voir le corrigé
  1. Les deux questions ne mobilisent pas le même triangle : l'apothème va au milieu d'un côté, l'arête à un sommet.
  2. a. Avec la hauteur et la moitié du côté.apothème = 13 m
  3. b. D'abord la demi-diagonale de la base.
  4. b. Puis le triangle vertical.
  5. b. On conclut.arête ≈ 13,9 m
  6. L'arête est plus longue que l'apothème, et c'est logique : le coin est plus loin du centre que le milieu d'un côté.
6

Applications concrètes : des longueurs et des distances

Modéliser
  1. a.Un mât de 8 m est maintenu par un hauban tendu du sommet jusqu'à un piquet planté à 6 m du pied. Quelle longueur de câble faut-il ?
  2. b.Un bateau part du port, fait 24 km vers l'est puis 7 km vers le nord. À quelle distance du port se trouve-t-il à vol d'oiseau ?
  3. c.Un téléviseur est vendu pour un écran de 80 cm de diagonale, dans un rapport 4:3. Sa largeur est-elle supérieure à 60 cm ?
›Voir le corrigé
  1. a. Le mât est vertical, le sol horizontal : l'angle droit est au pied du mât, et le hauban est l'hypoténuse.
  2. On prend la racine.il faut 10 m de câble — un triplet (6 ; 8 ; 10), reconnaissable sans calcul
  3. b. Est et nord sont perpendiculaires : le trajet dessine un triangle rectangle dont la distance cherchée est l'hypoténuse.
  4. On prend la racine.le bateau est à 25 km du port — encore un triplet, (7 ; 24 ; 25)
  5. c. Dans un rapport 4:3, largeur et hauteur valent et . La diagonale est l'hypoténuse.
  6. Donc la diagonale vaut , et ici , soit .la largeur mesure 64 cm : oui, elle dépasse 60 cm
  7. Les trois situations ont en commun de ne montrer aucun triangle : c'est la lecture de l'énoncé — vertical contre horizontal, est contre nord, largeur contre hauteur — qui place l'angle droit.

Ce qui rapporte des points, ce qui en coûte

  • Nommer les triangles rectangles utilisés et situer chaque angle droit1 ptPerdu si : Dans l'espace : passer d'un triangle à l'autre sans le dire
  • Poser l'égalité avec l'hypoténuse seule d'un côté1 ptPerdu si : Confondre apothème et arête, qui n'ont pas le même triangle
  • Enchaîner les deux calculs sans arrondir en cours de route1 ptPerdu si : Arrondir la première diagonale avant d'attaquer la seconde
  • Conclure par une phrase avec l'unité, et vérifier la vraisemblance1 ptPerdu si : Une réponse plus grande que la plus grande dimension du solide
4

La méthode

Calculer la grande diagonale d'un pavé droit

  1. 1

    Repérer le triangle rectangle contenu dans la base du pavé.

  2. 2

    Calculer la diagonale de cette base et la conserver sous forme exacte.

  3. 3

    Repérer le second triangle rectangle, formé par cette diagonale et la hauteur.

  4. 4

    Appliquer de nouveau le théorème pour obtenir la grande diagonale.

  5. 5

    Arrondir à la dernière ligne seulement, à la précision demandée.

    Apothème et arête ne se confondent pas : le premier va au milieu d'un côté de la base, le second à un sommet, et ils ne mobilisent pas le même triangle.

5

Se tester

Mathématiques3ème
Question 1
Un triangle XYZ a pour côtés : XY = 8 cm, XZ = 15 cm et YZ = 17 cm. On veut calculer son aire. Quelle méthode est incorrecte ?

Aucun compte requis — réponds, la correction s'affiche aussitôt.

Signaler une erreur

Se tester en conditions de contrôle

4 contrôles sur ce chapitre, chacun avec sa durée, son barème sur vingt et un corrigé qui explique chaque réponse. Trois niveaux — Essentiel, Standard, Approfondi — se complètent sans reposer une question : on commence par celui qui correspond, et la note dit lequel faire ensuite.

Garder ta progression ?

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Questions fréquentes

Théorème de Pythagore et sa réciproque : c'est en quelle classe ?

Ce chapitre est au programme de Mathématiques au collège, en classe de 3ème, année du Brevet. Il est défini par le Bulletin Officiel de l'Éducation nationale, le texte de référence qui fixe ce qui doit être enseigné dans chaque matière.

Que faut-il savoir sur Théorème de Pythagore et sa réciproque ?

Dans un triangle rectangle, le carré de l'hypoténuse est égal à la somme des carrés des deux autres côtés (a² + b² = c²). La réciproque permet de démontrer qu'un angle est droit. Applications : calculs de longueurs, distances, problèmes concrets. Les notions à maîtriser sont : triangle rectangle, hypoténuse, côtés de l'angle droit, racine carrée, démonstration, triplet pythagoricien.

Où télécharger la fiche PDF de Théorème de Pythagore et sa réciproque ?

Sur cette page, dans le bloc « Imprimer » : 3 documents à télécharger — le cours, les exercices et le corrigé — soit 7 pages au format A4, prêtes à imprimer. Le téléchargement est gratuit, immédiat, et ne demande ni compte ni adresse e-mail.

Le corrigé de Théorème de Pythagore et sa réciproque est-il fourni ?

Oui, et c'est un document à part : chaque exercice y est repris étape par étape, avec le barème détaillé en fin de fiche — ce qui est attendu, combien de points, et ce qui fait perdre le point. Un parent qui ne se souvient plus du programme peut corriger une copie avec.

Théorème de Pythagore et sa réciproque peut-il tomber au Brevet ?

Ce chapitre fait partie du programme officiel de 3ème, il entre donc dans le périmètre du Brevet. Le sujet exact varie chaque année et aucun chapitre n'est garanti, mais l'ensemble du programme de l'année est susceptible d'être évalué : mieux vaut ne pas parier sur des impasses.

Comment réviser Théorème de Pythagore et sa réciproque efficacement ?

Commence par lire la fiche de révision pour remettre la règle en place, puis enchaîne immédiatement sur le quiz de cette page. Répondre juste après avoir lu ne suffit pas : reviens sur le chapitre deux ou trois jours plus tard. C'est l'espacement des révisions, plus que leur durée, qui fait tenir une notion en mémoire. Une session de quinze minutes répétée vaut mieux qu'une heure unique.

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