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GÉOMÉTRIE

Solides : pavé, prisme et cylindre

Niveau 5ᵉ · Cours

🧊 Vocabulaire des solides

Un solide est un objet qui occupe de l'espace en 3 dimensions. Pour le décrire, on utilise des mots précis.

📖 Définition

Une face est une surface plate (ou courbe) qui délimite le solide.

Une arête est le segment où deux faces se rencontrent.

Un sommet est un point où plusieurs arêtes se rejoignent.

✏️ Exemple

Un cube a 6 faces, 12 arêtes et 8 sommets.

Une boule (sphère) n'a aucune arête et aucun sommet.

Un cône a 1 sommet (l'apex) et 1 base circulaire.

📌 À retenir

Faces + Sommets - Arêtes = 2 (formule d'Euler, valable pour les polyèdres).

Un polyèdre est un solide dont toutes les faces sont des polygones (plats).

⚠️
Attention aux confusions
  • La sphère et le cylindre ne sont PAS des polyèdres (ils ont des faces courbes).
  • Le cube est un cas particulier de pavé droit (toutes les faces sont des carrés).

📦 Pavé droit

Le pavé droit ressemble à une boîte de céréales ou à une brique. C'est le solide le plus courant dans la vie quotidienne.

📖 Définition

Un pavé droit (aussi appelé parallélépipède rectangle) est un solide qui a 6 faces rectangulaires, 12 arêtes et 8 sommets.

Toutes ses arêtes se rencontrent à angle droit.

Un cube est un pavé droit dont toutes les faces sont des carrés égaux.

✏️ Exemple

Une boîte de chaussures est un pavé droit.

Pavé droit ABCDEFGH : longueur = 5 cm, largeur = 3 cm, hauteur = 4 cm.

Ses 3 dimensions suffisent à le décrire complètement.

📌 À retenir

Le pavé droit a 3 paires de faces rectangulaires parallèles et égales.

Les arêtes parallèles d'un pavé droit ont toutes la même longueur.

Quiz — Vocabulaire et pavé droit

Question 1 — Combien le pavé droit a-t-il de faces ?

Question 2 — Qu'est-ce qu'une arête d'un solide ?

Question 3 — Le cube est-il un cas particulier de pavé droit ?

🔷 Prisme droit

Imagine qu'on prend un triangle (ou n'importe quel polygone) et qu'on l'étire vers le haut : on obtient un prisme droit !

📖 Définition

Un prisme droit est un solide qui a deux bases identiques (polygones) et des faces latérales qui sont des rectangles.

Les bases sont parallèles entre elles et reliées par des arêtes perpendiculaires aux bases.

Le nom du prisme vient de la forme de ses bases : prisme triangulaire, prisme pentagonal, etc.

✏️ Exemple

Un prisme à base triangulaire (tétraèdre droit) a 5 faces, 9 arêtes et 6 sommets.

Une tente de camping en forme de triangle vue de face est un prisme triangulaire.

Le pavé droit est un prisme à base rectangulaire.

📌 À retenir

Faces d'un prisme = 2 bases + autant de rectangles que de côtés de la base.

Pour un prisme triangulaire : 2 + 3 = 5 faces, 6 sommets, 9 arêtes.

⚠️
Ne pas confondre prisme et pyramide
  • Le prisme a DEUX bases identiques.
  • La pyramide n'a qu'UNE base et se termine en un point (sommet).

🥫 Cylindre de révolution

Une boîte de conserve, un rouleau de papier toilette, une canette… tous ces objets sont des cylindres de révolution.

📖 Définition

Un cylindre de révolution est un solide qui a deux bases circulaires (des disques) identiques et parallèles.

La surface latérale est une surface courbe qui relie les deux bases.

On le caractérise par son rayon r et sa hauteur h.

✏️ Exemple

Cylindre de rayon 3 cm et hauteur 8 cm : c'est une boîte de conserve.

Le diamètre du cylindre = 2 × rayon (diamètre = 2r).

L'axe du cylindre est la droite qui passe par les centres des deux bases.

📌 À retenir

Le cylindre n'est PAS un polyèdre : ses bases sont des cercles, pas des polygones.

Le cylindre a 2 faces (les disques) + 1 surface courbe, 0 sommet et 2 arêtes courbes.

Quiz — Prisme et cylindre

Question 1 — Combien de faces a un prisme droit à base triangulaire ?

Question 2 — Quelle est la forme des bases d'un cylindre de révolution ?

Question 3 — Un prisme droit à base carrée est aussi appelé…

✂️ Patron d'un solide

Le patron d'un solide, c'est le « déploiement à plat » du solide : si on découpait toutes les arêtes et qu'on dépliait, on obtiendrait le patron.

📖 Définition

Le patron d'un solide est une figure plane qu'on peut plier pour reconstituer exactement ce solide.

Il existe souvent plusieurs patrons différents pour un même solide.

✏️ Exemple

Patron d'un cube : 6 carrés disposés en croix (ou d'autres dispositions valides).

Patron d'un cylindre : 1 rectangle (la surface latérale) + 2 cercles (les bases).

Patron d'un prisme triangulaire : 2 triangles + 3 rectangles.

📌 À retenir

Pour vérifier qu'un patron est correct : le plier mentalement et voir si ça ferme.

La longueur du rectangle du patron du cylindre = la circonférence du cercle (2 × π × r).

⚠️
Pièges classiques
  • Tous les assemblages de 6 carrés ne donnent pas forcément un cube qui se ferme.
  • Le patron doit être connexe (tout en un seul morceau, sans trou).
Quiz — Patron d'un solide

Question 1 — De quelles formes est fait le patron d'un cylindre ?

Question 2 — Peut-il exister plusieurs patrons différents pour le même solide ?

Question 3 — Un patron de prisme triangulaire contient combien de faces rectangulaires ?

🏆
Cours terminé !

Ton mémo complet est dans l’encadré « Mémo ». Prêt·e pour les défis ?

📌 Mémo
🧊 Vocabulaire
  • Face = surface d'un solide
  • Arête = bord entre 2 faces
  • Sommet = coin où se rencontrent les arêtes
  • Pavé droit : 6 faces, 12 arêtes, 8 sommets

Ex : boîte de chaussures = pavé droit

🔷 Prisme & cylindre
  • Prisme = 2 bases identiques + faces rectangulaires
  • Prisme triangulaire : 5 faces, 9 arêtes, 6 sommets
  • Cylindre = 2 bases circulaires + surface courbe
  • Cylindre : rayon r et hauteur h

Ex : boîte de conserve = cylindre

✂️ Patron
  • Patron = solide déplié à plat
  • Cube : 6 carrés (11 patrons valides !)
  • Cylindre : 1 rectangle + 2 cercles
  • Prisme triangulaire : 3 rectangles + 2 triangles

On peut avoir plusieurs patrons pour le même solide.

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