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Rayon, diamètre et longueur d'un cercle

Pour vérifier si vous avez bien compris.

Qu'est-ce qu'un cercle ?

Nous avons tous déjà vu des cercles auparavant. Ils ont cette forme parfaitement ronde qui les rendent parfaits pour jouer au cerceau !
Tout cercle a un centre qui est le point qui se situe exactement au... centre du cercle ! Et tous les points du cercle sont à la même distance de ce centre.
Cette distance est le rayon du cercle. Le cercle de centre O et de rayon r est formé de tous les points situés à r unités de O.

Rayon d'un cercle

Par commodité de langage, on appelle aussi "un rayon" un segment de droite qui joint le centre d'un cercle et l'un des points du cercle. Donc le même mot désigne soit une longueur, soit un segment de droite. Si on parle d'un segment de droite, on dit "un rayon", et si on parle de la distance entre un point d'un cercle et son centre, on dit "le rayon".
Ci-dessous un cercle tracé en bleu et trois segments de droite. Lesquels de ces segments de droite sont des rayons du cercle ?
Choisissez toutes les réponses possibles :
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Diamètre d'un cercle

Une corde est un segment de droite qui joint deux points d'un cercle. Une corde qui passe par le centre du cercle est un diamètre du cercle.
Ci-dessous un cercle tracé en bleu et trois segments de droite. Lesquels de ces segments de droite sont des diamètres du cercle ?
Choisissez toutes les réponses possibles :
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On appelle aussi diamètre la longueur d'une corde qui passe par le centre du cercle. Comme pour le rayon, si on parle d'une corde qui passe par le centre du cercle, on dit "un diamètre", et si on parle de sa longueur, on dit "le diamètre".
Si r est le rayon du cercle et si d est son diamètre, d est le double de r :
d, equals, 2, r
Quel est le diamètre de ce cercle ?
  • Votre réponse doit être
  • un entier, comme 6
  • une fraction simplifiée telle que 3, slash, 5
  • une fraction simplifiée telle que 7, slash, 4
  • un nombre fractionnaire, par exemple, 1, space, 3, slash, 4
  • un nombre décimal, comme 0, comma, 75
  • un multiple de Pi, tels que 12, space, start text, p, i, end text ou 2, slash, 3, space, start text, p, i, end text

Quel est le rayon de ce cercle ?
  • Votre réponse doit être
  • un entier, comme 6
  • une fraction simplifiée telle que 3, slash, 5
  • une fraction simplifiée telle que 7, slash, 4
  • un nombre fractionnaire, par exemple, 1, space, 3, slash, 4
  • un nombre décimal, comme 0, comma, 75
  • un multiple de Pi, tels que 12, space, start text, p, i, end text ou 2, slash, 3, space, start text, p, i, end text

La longueur d'un cercle

La longueur d'un cercle est le périmètre de ce cercle :
Le diamètre du cercle 1 est égal à 1 unité, celui du cercle 2 est égal à 2 unités. La longueur du cercle 1 est environ égale à 3, comma, 14159, celle du cercle 2 est environ égale à 6, comma, 28318 :
On calcule le quotient de la longueur par le diamètre de chaque cercle :
Cercle 1Cercle 2
start fraction, start text, L, o, n, g, u, e, u, r, end text, divided by, start text, D, i, a, m, e, with, \`, on top, t, r, e, end text, end fraction :start fraction, 3, comma, 14159, divided by, 1, end fraction, equals, start color #e84d39, 3, comma, 14159, end color #e84d39start fraction, 6, comma, 28318, divided by, 2, end fraction, equals, start color #e84d39, 3, comma, 14159, end color #e84d39
Fascinant ! Le quotient de la longueur C par le diamètre d des deux cercles est égal à start color #e84d39, 3, comma, 14159, end color #e84d39. Le nombre 3, comma, 14159 est la valeur approchée d'un nombre qui a une infinité de chiffres après la virgule. Il est donc impossible de les écrire tous. On représente toutes les décimales qu'il n'est pas possible d'écrire par trois points de suspension. On démontre que si la longueur d'un cercle est C et si son diamètre est d, alors :
start fraction, C, divided by, d, end fraction, equals, start color #e84d39, 3, comma, 14159, point, point, point, end color #e84d39
Le nom que l'on a donné à ce nombre start color #e84d39, 3, comma, 14159, point, point, point, end color #e84d39 que l'on ne peut pas écrire en entier est start color #e84d39, pi, end color #e84d39 qui se lit pi. π est la première lettre du mot périmètre en grec. On peut donc écrire :
start fraction, C, divided by, d, end fraction, equals, start color #e84d39, pi, end color #e84d39
Si on multiplie les deux membres de l'égalité par d, on obtient :
C, equals, start color #e84d39, pi, end color #e84d39, d
La longueur d'un cercle est égale au produit de son diamètre par π.

La formule C, equals, pi, d

Quelle est la valeur exacte de la longueur du cercle ci-dessous ?
Le diamètre est 10 unités, donc on remplace d par 10 dans la formule C, equals, pi, d :
C, equals, pi, d
C, equals, pi, times, 10
C, equals, 10, pi
On demande la valeur exacte de C et non une valeur approchée, donc il ne faut pas remplacer pi par une de ses valeurs approchées. La valeur exacte de la longueur du cercle est 10, pi unités.
À vous !
Quelle est la valeur exacte de la longueur du cercle ci-dessous ?
On demande sa valeur exacte. Ne pas utiliser une valeur approchée de pi.

Un dernier exercice

Quelle est la valeur exacte de la longueur du demi-cercle ci-dessous ?
On demande sa valeur exacte. Ne pas utiliser une valeur approchée de pi.

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  • spunky sam blue style l'avatar de l’utilisateur Clement Blais
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  • duskpin seed style l'avatar de l’utilisateur Hamdi Farah
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