Mathématiques · 5e
Démontrer en géométrie : exercices corrigés de 5e
Publié le 10 novembre 2026 · Mis à jour le 10 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Une démonstration part des données de l'énoncé, applique une propriété précise et aboutit à une conclusion.
- Chaque étape suit le modèle : je sais que… ; or on sait que (propriété)… ; donc…
- Pour une propriété générale sur des nombres, on utilise une lettre (par exemple ) à la place d'un exemple.
- Un dessin aide à chercher, mais il ne prouve rien : seul l'enchaînement d'arguments compte.
- Vérifie toujours que les hypothèses de la propriété utilisée sont bien toutes établies.
Comment utiliser ces exercices
Les exercices
Exercice 1 Somme de deux entiers consécutifs
Deux entiers sont consécutifs quand le second est égal au premier plus 1. Démontre que la somme de deux entiers consécutifs est toujours un nombre impair.
On rappelle qu'un nombre pair s'écrit avec entier, et qu'un nombre impair s'écrit .
Indice 1
Appelle le premier entier : comment s'écrit le suivant ?
Indice 2
Additionne, puis cherche à factoriser pour faire apparaître un multiple de 2.
Voir la correction pas à pas
Soit un entier quelconque. Son consécutif est .
La somme vaut .
On réduit : .
Comme est un entier, s'écrit sous la forme avec .
Conclusion : la somme de deux entiers consécutifs est impaire, quel que soit .
La lettre représente n'importe quel entier : c'est ce qui rend la preuve générale, contrairement à quelques essais numériques.2
Exercice 2 Le triangle est-il isocèle ?
Un triangle a un angle et un angle .
On admet deux propriétés :
- la somme des angles d'un triangle est ;
- si un triangle a deux angles de même mesure, alors il est isocèle et les côtés opposés à ces angles ont même longueur.
Calcule la mesure de , puis justifie la nature du triangle.
Indice 1
Utilise d'abord la somme des angles pour trouver .
Indice 2
Compare ensuite deux angles du triangle.
Voir la correction pas à pas
On sait que et .
Or la somme des angles d'un triangle vaut .
Donc .
On sait que .
Or un triangle qui a deux angles égaux est isocèle.
Donc est isocèle en : .
Chaque étape utilise le résultat de la précédente : c'est l'enchaînement logique qui fait la démonstration. Le sommet principal est , car c'est le sommet opposé au côté .
Exercice 3 Somme de trois entiers consécutifs
Démontre que la somme de trois entiers consécutifs est toujours un multiple de 3.
Puis vérifie ton résultat sur un exemple de ton choix.
Indice 1
Choisis une lettre pour l'entier du milieu : l'écriture sera plus simple.
Indice 2
Un multiple de 3 s'écrit avec entier.
Voir la correction pas à pas
Soit l'entier du milieu. Les trois entiers consécutifs sont , et .
Leur somme vaut .
On réduit : les termes et s'annulent, il reste .
Comme est entier, est un multiple de 3.
Vérification avec 7, 8 et 9 : , ce qui est bien le triple de l'entier du milieu.
Le choix de la lettre compte : en prenant au milieu, le calcul se simplifie. Avec comme premier entier, on trouve , ce qui conclut aussi.2 Un exemple vérifie, mais seul le calcul littéral prouve.
Exercice 4 Angles alternes internes et parallélisme
Deux droites et sont coupées par une sécante. Deux angles alternes internes ont pour mesures et .
On admet que si deux angles alternes internes sont égaux, alors les droites sont parallèles.
Trouve la valeur de pour laquelle et sont parallèles, puis donne la mesure commune des deux angles.
Indice 1
Pour que les droites soient parallèles, quelle égalité faut-il écrire ?
Indice 2
Résous l'équation obtenue, puis remplace dans l'une des expressions.
Voir la correction pas à pas
Pour que , il suffit que les angles alternes internes soient égaux.
On écrit : .
On regroupe : , soit .
Donc .
Mesure commune : , et .
Les deux angles valent : les droites sont parallèles pour .
Les caractérisations angulaires du parallélisme, avec les angles alternes internes, font partie des outils de démonstration de la 5e.2 Ici, la vérification par les deux expressions confirme le calcul.
Exercice 5 Un quadrilatère est un parallélogramme
Soit un quadrilatère. Ses diagonales et se coupent en , et est le milieu de chacune d'elles. On donne cm et cm.
On admet :
- un quadrilatère dont les diagonales ont le même milieu est un parallélogramme ;
- dans un parallélogramme, les côtés opposés ont la même longueur.
- Démontre que est un parallélogramme.
- Calcule son périmètre.
Indice 1
Relève ce que l'énoncé dit sur le point .
Indice 2
Quels côtés sont opposés à et à ?
Voir la correction pas à pas
On sait que est le milieu de et aussi le milieu de .
Or un quadrilatère dont les diagonales ont le même milieu est un parallélogramme.
Donc est un parallélogramme.
Dans un parallélogramme, les côtés opposés ont la même longueur : cm et cm.
Le périmètre vaut cm, soit .
Démontrer qu'une figure est un parallélogramme à partir de sa configuration est un type de tâche attendu en 5e.2 Tu as utilisé la première propriété pour la nature de la figure, la seconde pour les longueurs.
Exercice 6 Parallélisme et symétrie centrale
Soit un parallélogramme de centre (point d'intersection des diagonales, milieu de et de ).
On admet qu'une symétrie centrale transforme une droite en une droite qui lui est parallèle.
On considère la symétrie centrale de centre .
- Donne l'image des points et .
- Déduis-en l'image de la droite .
- Démontre que .
Indice 1
Le centre est le milieu de : que devient ?
Indice 2
Une droite est déterminée par deux de ses points.
Voir la correction pas à pas
Le point est le milieu de , donc le symétrique de par rapport à est .
Le point est aussi le milieu de , donc le symétrique de est .
Une droite est déterminée par deux de ses points : l'image de est la droite .
Or, propriété admise : une symétrie centrale transforme une droite en une droite qui lui est parallèle.
Donc .
Les effets des symétries axiale et centrale sur les figures font partie de ce qu'on étudie en 5e.2 Ici, c'est une propriété de la seule symétrie centrale qui sert d'argument : l'image d'une droite lui est parallèle.
Les questions qu'on se pose
Pourquoi ne suffit-il pas de vérifier sur un exemple ?
Comment savoir quelle propriété utiliser ?
Pars de la conclusion voulue (par exemple « c'est un parallélogramme ») et cherche une propriété qui la donne. Regarde ensuite si ses conditions sont dans tes données. Si une condition manque, cherche d'abord à l'établir par une étape intermédiaire. Une propriété ne s'applique que si toutes ses conditions sont vérifiées.
Sources
Programme visé : Programme de mathématiques pour le cycle 4 (5e) : Espace et géométrie, Raisonnement · education.gouv.fr
- Programme de mathématiques pour le cycle 4 (5e) : Espace et géométrie, Raisonnement, education.gouv.fr. Consulté le 10 novembre 2026.
- 5e Mathématiques : Attendus de fin d'année, eduscol.education.fr. Consulté le 10 novembre 2026.
- MATHÉMATIQUES Espace et géométrie : Informer et accompagner, eduscol.education.fr. Consulté le 10 novembre 2026.
- Intentions majeures : Raisonnement et démonstration, eduscol.education.fr. Consulté le 10 novembre 2026.
- Géométrie non euclidienne, Wikipédia. Consulté le 10 novembre 2026.
- Géométrie hyperbolique, Wikipédia. Consulté le 10 novembre 2026.
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