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Mathématiques · Première technologiqueÉpreuve anticipée de mathématiques

Représentations planes de l'espace : exercices de 1re techno

Publié le 11 novembre 2026 · Mis à jour le 11 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Dessiner un solide sur une feuille, c'est choisir une convention : repère-la avant de mesurer quoi que ce soit.
  • Une section plane se trouve en cherchant les faces que le plan traverse, puis en reliant les points d'intersection.
  • Pour une aire, il faut la vraie grandeur de la figure, pas sa longueur dessinée.
  • Cube et cylindre de révolution : les sections les plus fréquentes sont le carré, le rectangle, le triangle et le disque, mais il en existe d'autres.
  • Un logiciel ne remplace pas ta vision dans l'espace : il faut savoir vérifier un tracé à la main.

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices travaillent un point central du programme de première technologique : passer de l'objet dans l'espace à son dessin sur une feuille, et inversement. Le programme demande de représenter des sections planes en perspective ou en vraie grandeur, et de construire des sections planes de cubes et de cylindres de révolution 1. Tout ce que tu vas faire ici tourne autour de ces deux gestes.

Chaque exercice est classé de 1 à 3. Les exercices de niveau 1 vérifient que tu lis bien une convention de dessin. Ceux de niveau 2 demandent de reconnaître la nature d'une section et de calculer son aire. Ceux de niveau 3 demandent de raisonner dans l'espace avant de calculer.

Rappels utiles avant de commencer

Pour tous les cubes, on nomme les sommets ainsi : ABCDABCD est la face du bas, EFGHEFGH celle du haut, avec EE au-dessus de AA, FF au-dessus de BB, GG au-dessus de CC et HH au-dessus de DD. Les arêtes [AE][AE], [BF][BF], [CG][CG] et [DH][DH] sont donc verticales.

Les exercices

Exercice 1 Lire une fuyante dans un dessin

★☆☆Environ 5 min

Un cube d'arête 66 cm est dessiné selon la convention suivante : les faces de devant et de derrière sont dessinées en vraie grandeur, et chaque arête fuyante est dessinée avec une longueur égale à la moitié de sa longueur réelle.

Quelle longueur mesure, sur le dessin, une arête fuyante du cube ?

Indice 1

Les arêtes fuyantes sont celles qui partent vers l'arrière : elles sont réduites.

Indice 2

Réduite de moitié : on multiplie par 12\dfrac{1}{2}.

Voir la correction pas à pas
  1. On identifie la longueur réelle d'une arête : 66 cm.

  2. La convention réduit chaque fuyante de moitié, donc on multiplie par 12\dfrac{1}{2}.

  3. On calcule 12×6=3\dfrac{1}{2}\times 6 = 3 : la fuyante mesure 33 cm sur le dessin.

Sur le dessin, la fuyante mesure 3 cm, alors que l'arête réelle mesure 6 cm. Les arêtes de devant restent à 6 cm : c'est la réduction des fuyantes qui donne l'impression de profondeur.

Exercice 2 Retrouver une dimension réelle

★☆☆Environ 5 min

Sur une feuille, la face avant d'un cube est dessinée sans déformation (seulement réduite à l'échelle 14\dfrac{1}{4}) par un carré de 4,54{,}5 cm de côté (une longueur réelle est donc quatre fois plus grande que celle du dessin).

Quelle est la longueur réelle de l'arête du cube, en cm ?

Indice 1

L'échelle 14\dfrac{1}{4} signifie que le dessin est quatre fois plus petit que le réel.

Indice 2

Pour revenir au réel, on multiplie la longueur du dessin par 44.

Voir la correction pas à pas
  1. On lit la longueur dessinée d'une arête de la face avant : 4,54{,}5 cm.

  2. Le dessin est quatre fois plus petit que l'objet, donc on multiplie par 44.

  3. On calcule 4,5×4=184{,}5\times 4 = 18 : l'arête réelle mesure 1818 cm.

L'arête réelle mesure 18 cm. Une face dessinée sans déformation permet de retrouver une dimension du solide, à l'échelle près.

Exercice 3 Section d'un cylindre perpendiculaire à son axe

★☆☆Environ 8 min

Un cylindre de révolution a pour rayon 44 cm et pour hauteur 99 cm. On le coupe par un plan perpendiculaire à son axe.

Quelle est la nature de la section ? Calcule son aire, arrondie au centième de cm2^2.

Indice 1

Un plan perpendiculaire à l'axe est parallèle aux deux bases.

Indice 2

La section a alors la même forme et les mêmes dimensions qu'une base.

Voir la correction pas à pas
  1. Le plan est parallèle aux bases : la section est un disque identique à la base.

  2. Son rayon est donc 44 cm.

  3. On applique πr2\pi r^2 : π×42=16π\pi\times 4^2 = 16\pi.

  4. On arrondit : 16π≈50,2716\pi\approx 50{,}27 cm2^2.

La section est un disque de rayon 4 cm, d'aire environ 50,27 cm². La hauteur 99 cm ne sert pas : c'est un piège classique des énoncés.

Exercice 4 Section d'un cylindre par un plan contenant l'axe

★★☆Environ 10 min

Un cylindre de révolution a pour rayon 33 cm et pour hauteur 1010 cm. On le coupe par un plan qui contient son axe.

Décris la section et calcule son aire.

Indice 1

Le plan traverse le cylindre en passant par le centre des deux bases.

Indice 2

Les côtés de la section sont deux diamètres et deux génératrices du cylindre.

Voir la correction pas à pas
  1. Le plan contient l'axe : il coupe chaque base suivant un diamètre, de longueur 2×3=62\times 3 = 6 cm.

  2. Il coupe la surface latérale suivant deux génératrices, de longueur égale à la hauteur : 1010 cm.

  3. Les génératrices sont perpendiculaires aux bases, donc la section est un rectangle de 66 cm sur 1010 cm.

  4. On calcule l'aire : 6×10=606\times 10 = 60 cm2^2.

La section est un rectangle de 6 cm sur 10 cm, d'aire 60 cm². Remarque que sa largeur est le diamètre, pas le rayon : c'est l'oubli du facteur 2 qui fait perdre la moitié de la réponse.

Exercice 5 Section d'un cube parallèle à une face

★★☆Environ 10 min

Un cube ABCDEFGHABCDEFGH a pour arête 55 cm. Le point MM est le milieu de [AE][AE]. On coupe le cube par le plan parallèle à la face ABCDABCD passant par MM.

  1. Quelle est la nature de la section ? Justifie.
  2. Explique comment tu la tracerais en perspective.
  3. Quel est son périmètre, en cm ?
Indice 1

Un plan parallèle à une face coupe les faces voisines suivant des droites parallèles aux côtés de cette face.

Indice 2

Pour le tracé, place d'abord les milieux des quatre arêtes verticales.

Voir la correction pas à pas
  1. Le plan est parallèle à la face ABCDABCD et passe à mi-hauteur : il coupe les quatre arêtes verticales en leur milieu.

  2. Les côtés de la section sont parallèles aux côtés de ABCDABCD et ont la même longueur, soit 55 cm. La section est donc un carré de côté 55 cm.

  3. Pour le tracé, on place les milieux de [AE][AE], [BF][BF], [CG][CG] et [DH][DH], puis on les relie dans l'ordre, en pointillé pour les côtés cachés.

  4. Le périmètre vaut 4×5=204\times 5 = 20 cm.

La section est un carré de côté 5 cm, de périmètre 20 cm. Sur un dessin en perspective, ce carré apparaît déformé, mais ses côtés restent parallèles à ceux de la face du bas.

Exercice 6 Section d'un cube par un plan passant par deux arêtes opposées

★★☆Environ 12 min

Un cube ABCDEFGHABCDEFGH a pour arête 88 cm. On le coupe par le plan (ACG)(ACG), qui contient les arêtes [AE][AE] et [CG][CG].

  1. Montre que la section est un rectangle ACGEACGE.
  2. Calcule son aire, arrondie au centième de cm2^2.
Indice 1

ACAC est la diagonale d'un carré de côté 88 cm.

Indice 2

[AE][AE] est perpendiculaire au plan ABCDABCD.

Voir la correction pas à pas
  1. Le plan (ACG)(ACG) contient AA, CC, GG et aussi EE : les arêtes [AE][AE] et [CG][CG] sont toutes deux verticales, donc parallèles et de même longueur.

  2. [AE][AE] est perpendiculaire au plan de la base, donc à [AC][AC] : le quadrilatère ACGEACGE a des côtés opposés parallèles et un angle droit, c'est un rectangle.

  3. ACAC est la diagonale du carré ABCDABCD : AC=82AC = 8\sqrt{2} cm. Et AE=8AE = 8 cm.

  4. Aire : 82×8=642≈90,518\sqrt{2}\times 8 = 64\sqrt{2}\approx 90{,}51 cm2^2.

La section est un rectangle de côtés 828\sqrt{2} cm et 88 cm, d'aire environ 90,51 cm². Ce n'est pas un carré : la diagonale de la base est plus longue que l'arête.

Exercice 7 Un coin de cube coupé : le triangle ACF

★★★Environ 15 min

Un cube ABCDEFGHABCDEFGH a pour arête 66 cm. On le coupe par le plan (ACF)(ACF). Les sommets AA, CC et FF sont dans ce plan ; le sommet BB se trouve d'un côté du plan et les quatre autres sommets (DD, EE, GG, HH) de l'autre côté.

  1. Quelle est la nature de la section ?
  2. Calcule son aire, arrondie au centième de cm2^2.
Indice 1

Chaque côté de la section est une diagonale de face du cube.

Indice 2

Un triangle dont les trois côtés sont égaux est équilatéral : utilise 34a2\dfrac{\sqrt{3}}{4}a^2.

Voir la correction pas à pas
  1. La section passe par AA, CC et FF : ses côtés sont [AC][AC], [CF][CF] et [FA][FA].

  2. [AC][AC] est une diagonale de la face ABCDABCD, [CF][CF] une diagonale de la face BCGFBCGF et [FA][FA] une diagonale de la face ABFEABFE. Chaque face est un carré de côté 66 cm : les trois côtés mesurent 626\sqrt{2} cm.

  3. Le triangle ACFACF est donc équilatéral, de côté a=62a = 6\sqrt{2} cm. On a a2=72a^2 = 72.

  4. Aire : 34×72=183≈31,18\dfrac{\sqrt{3}}{4}\times 72 = 18\sqrt{3}\approx 31{,}18 cm2^2.

La section est un triangle équilatéral de côté 626\sqrt{2} cm, d'aire environ 31,18 cm². Elle détache du cube un coin autour du sommet BB. Sur un dessin en perspective, ses trois côtés semblent inégaux, et pourtant ils sont tous égaux dans l'espace : c'est tout l'enjeu de la vraie grandeur.

Les questions qu'on se pose

Pourquoi ne peut-on pas mesurer l'aire d'une section directement sur le dessin ?

Parce qu'une perspective déforme les longueurs et les angles : certaines longueurs sont réduites, des angles droits n'apparaissent plus droits. Une aire se calcule avec les dimensions réelles du solide. Le programme évoque d'ailleurs deux manières de représenter une section : en perspective ou en vraie grandeur 1. La vraie grandeur sert précisément à lire des dimensions justes.

Un logiciel peut-il tout tracer à ma place ?

Non. Un logiciel de géométrie aide beaucoup, mais il ne gère pas toujours bien les pointillés quand la figure devient compliquée. Il faut une bonne vision dans l'espace pour juger si le tracé obtenu est correct 3. Entraîne-toi donc à raisonner sur les faces traversées, avant de t'appuyer sur un outil.

Sources

Programme visé : Programme de mathématiques de première technologique, séries STD2A, STHR, STI2D, STL, STMG et ST2S · Ministère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse

  1. Programme de mathématiques de première technologique, séries STD2A, STHR, STI2D, STL, STMG et ST2S, Ministère de l'Éducation nationale et de la Jeunesse. Consulté le 11 novembre 2026.
  2. MATHÉMATIQUES Espace et géométrie — Informer et accompagner, Éduscol. Consulté le 11 novembre 2026.
  3. Représentation en perspective cavalière avec Geospace, Éduscol — Édubase. Consulté le 11 novembre 2026.
  4. MATHÉMATIQUES Espace et géométrie — Ressources d'accompagnement, Éduscol. Consulté le 11 novembre 2026.
  5. Espace réciproque, Wikipédia. Consulté le 11 novembre 2026.

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