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Chapitre 16 – Exercices

3e prépa-métiers  |  Mathématiques  |  Espace et géométrie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

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Rappels essentiels : Les exercices sont progressifs : commence par le niveau socle, puis avance à ton rythme. Le code (C1, C2…) indique la capacité travaillée. La calculatrice est autorisée.

Niveau socle — je m'entraîne pas à pas

Exercice 1 Nommer les solides (C1) Socle

Écris le nom de chaque solide.

Aide : 1. Est-ce qu'il peut rouler (surface courbe) ? 2. A-t-il une pointe ? 3. Quelle est la forme des faces : carrés, rectangles, triangles, disques ?
A :    B :    C :    D :
E :    F :    G :
  • A : deux triangles pareils reliés par des rectangles : un prisme droit (à base triangle).
  • B : deux disques et une surface courbe : un cylindre.
  • C : une base carrée et des triangles qui se rejoignent en une pointe : une pyramide.
  • D : six faces carrées : un cube.
  • E : un disque et une pointe : un cône.
  • F : six faces rectangles : un pavé droit.
  • G : tout rond, aucune face plate : une boule.
Exercice 2 Les solides de la maison (C1) Socle

Quel solide ressemble à chaque objet ? Choisis dans la liste : cube, pavé droit, prisme droit, pyramide, cylindre, cône, boule.

Aide : cherche la forme générale de l'objet, sans t'occuper des petits détails (bouchon, poignée…).
1. Un morceau de sucre :
2. Un carton à pizza :
3. Un rouleau de papier toilette :
4. Une bille :
5. Une barre de chocolat dont le bout est un triangle :
6. Un chapeau pointu d'anniversaire :
7. Un toit en pointe, avec une base carrée et quatre pans triangles :
  • 1. 6 faces carrées : cube.
  • 2. 6 faces rectangles : pavé droit.
  • 3. 2 disques et une surface courbe : cylindre.
  • 4. Toute ronde : boule.
  • 5. 2 triangles reliés par des rectangles : prisme droit.
  • 6. Un disque et une pointe : cône.
  • 7. Une base carrée et des triangles qui se rejoignent : pyramide.
Exercice 3 Faces, arêtes, sommets (C1) Socle

Regarde les solides A, C, D et F de l'exercice 1. Compte et complète le tableau.

Aide : une face est une surface plate ; une arête est un segment où deux faces se touchent ; un sommet est un point où des arêtes se rejoignent. Compte aussi les arêtes en pointillés : elles existent, on ne les voit pas.
SolideNomFacesArêtesSommets
Dcube6128
Fpavé droit
Cpyramide à base carrée
Aprisme à base triangle
  • Pavé droit : comme le cube, 6 faces, 12 arêtes, 8 sommets (4 en bas, 4 en haut).
  • Pyramide à base carrée : 1 carré + 4 triangles = 5 faces ; 4 arêtes autour de la base + 4 arêtes qui montent à la pointe = 8 arêtes ; 4 sommets en bas + la pointe = 5 sommets.
  • Prisme à base triangle : 2 triangles + 3 rectangles = 5 faces ; 3 arêtes devant + 3 derrière + 3 qui relient = 9 arêtes ; 3 sommets devant + 3 derrière = 6 sommets.
Exercice 4 Où sont les pointillés ? (C2) Socle

Kenzo a dessiné une boîte en perspective cavalière, mais il a oublié les pointillés : toutes les arêtes sont en traits pleins.

Aide : la boîte est vue de devant, un peu par la droite et par le haut. Le sommet caché est le coin du fond, en bas à gauche. Les arêtes cachées partent de ce sommet.
1. Quel sommet est caché ?
2. Quelles sont les 3 arêtes qui doivent être en pointillés ?
3. La face avant ABFE est-elle dessinée en vraie grandeur ?
4. La vraie boîte a 6 cm de profondeur. Kenzo dessine les fuyantes deux fois plus courtes. Quelle longueur trace-t-il pour [BC] ?
  • 1. Le sommet caché est D (au fond, en bas à gauche).
  • 2. Les 3 arêtes qui partent de D : [AD], [DC] et [DH].
  • 3. Oui : en perspective cavalière, la face avant est toujours en vraie grandeur.
  • 4. [BC] est une fuyante : \(6 : 2 = 3\). Il trace 3 cm, en biais.

Le dessin corrigé :

Exercice 5 Patron de cube ou pas ? (C2) Socle

Chaque figure a 6 carrés. Laquelle se plie pour faire un cube ? Réponds par oui ou non.

Aide : je choisis un carré comme fond de la boîte. Dans ma tête, je plie les autres carrés autour. Si deux carrés arrivent au même endroit, ce n'est pas un patron. Tu peux aussi recopier la figure sur du papier quadrillé, la découper et la plier.
A :    B :    C :    D :
  • A : oui, c'est la croix. Les 4 carrés en colonne font le tour de la boîte, les 2 carrés des côtés ferment les deux bouts.
  • B : oui. Les 4 carrés en ligne font le tour ; le carré du haut ferme un bout, le carré du bas ferme l'autre bout.
  • C : non. Je prends le carré du milieu en bas comme fond. Les carrés du bas à gauche et à droite se relèvent pour faire les deux côtés ; le carré du milieu en haut fait l'arrière. Les deux derniers carrés, en haut à gauche et en haut à droite, arrivent au même endroit que l'arrière. Il manque le devant et le couvercle.
  • D : non. Les 4 premiers carrés de la ligne font le tour de la boîte ; le 5e revient au même endroit que le 1er. Il manque alors une face.
Exercice 6 À la cuisine : la forme de la coupe (C3) Socle

Quelle est la forme de la face coupée ? Choisis : disque, disque plus petit, rectangle, carré plus petit.

Aide : 1. Je trouve le solide. 2. Je regarde comment on coupe : à plat (comme des rondelles) ou debout (dans la longueur).
Cylindre à plat → disque ; cylindre debout → rectangle ; boule → toujours un disque.
1. Une carotte (presque un cylindre) coupée en rondelles :
2. Une plaquette de beurre (un pavé) coupée parallèlement à une face :
3. Une boule de mozzarella coupée en deux :
4. Un cornet de glace (un cône) coupé à plat, près de la pointe :
5. Une baguette (presque un cylindre) coupée en deux dans la longueur, pour faire un sandwich :
6. Une pyramide en chocolat, à base carrée, coupée à plat :
  • 1. Cylindre coupé à plat : un disque.
  • 2. Pavé coupé parallèlement à une face : un rectangle, pareil que cette face.
  • 3. Boule coupée : un disque.
  • 4. Cône coupé à plat : un disque plus petit que la base (tout petit près de la pointe).
  • 5. Cylindre coupé debout : un rectangle.
  • 6. Pyramide coupée à plat : la même forme que la base en plus petit, un carré plus petit.
Exercice 7 Le carton de déménagement (C4) Socle

Un carton de déménagement est un pavé droit de 5 dm de long, 2 dm de profondeur et 3 dm de haut. L'origine est le coin A, au sol, devant à gauche.

Aide : pour aller de A au point, je compte dans l'ordre : de combien j'avance (x), de combien je vais au fond (y), de combien je monte (z).
Exemple : pour B, j'avance de 5, je ne vais pas au fond, je ne monte pas : B(5 ; 0 ; 0).
1. Coordonnées de A : ( ; ; )
2. Coordonnées de E : ( ; ; )
3. Coordonnées de D : ( ; ; )
4. Coordonnées de G : ( ; ; )
5. Quel sommet a pour coordonnées (5 ; 0 ; 3) ?
  • 1. A est l'origine : A(0 ; 0 ; 0).
  • 2. E : je monte seulement de 3 : E(0 ; 0 ; 3).
  • 3. D : je vais seulement au fond de 2 : D(0 ; 2 ; 0).
  • 4. G : j'avance de 5, je vais au fond de 2, je monte de 3 : G(5 ; 2 ; 3).
  • 5. J'avance de 5, je ne vais pas au fond, je monte de 3 : c'est F.
Exercice 8 Lire une carte quadrillée (C4) Socle

Sur cette carte de la Terre, les lignes sont tracées tous les 30°. Donne la latitude et la longitude de chaque point violet.

Aide : 1. Latitude : au-dessus (N) ou en dessous (S) de l'équateur ? Je lis le nombre à gauche. 2. Longitude : à droite (E) ou à gauche (O) de Greenwich ? Je lis le nombre en bas. 3. J'écris (latitude ; longitude).
Un point sur l'équateur a pour latitude 0° ; un point sur le méridien vert a pour longitude 0°.
A : ( ; )     B : ( ; )
C : ( ; )     D : ( ; )
E : ( ; )     F : ( ; )
  • A : au-dessus, à droite : (60° N ; 30° E).
  • B : en dessous, à gauche : (30° S ; 60° O).
  • C : sur l'équateur, à droite : (0° ; 90° E).
  • D : au-dessus, à gauche : (30° N ; 120° O).
  • E : en dessous, sur le méridien de Greenwich : (60° S ; 0°).
  • F : sur l'équateur, à gauche : (0° ; 150° O).
Exercice 9 Volumes avec le formulaire (C1, C5) Socle

Pour chaque objet : écris le nom du solide, recopie sa formule, puis calcule.

Aide : pavé : \(V = L \times l \times h\) ; cylindre : \(V = \pi \times r \times r \times h\) (touche \(\pi\) de la calculatrice). 1 L = 1 000 cm³.
1. Un aquarium a la forme d'un pavé droit : 60 cm de long, 30 cm de large, 40 cm de haut.
Solide :   \(V = 60 \times 30 \times 40 =\) cm³, soit L.
2. Une canette : rayon 3 cm, hauteur 12 cm.
Solide :   \(V = \pi \times 3 \times 3 \times 12 \approx\) cm³ (arrondi à l'unité).
3. Un dé à jouer : un cube de 2 cm de côté.
\(V = 2 \times 2 \times 2 =\) cm³.
  • 1. Pavé droit. \(V = 60 \times 30 \times 40 = 72\,000\) cm³. Comme 1 000 cm³ = 1 L : \(72\,000 : 1\,000 = 72\). L'aquarium contient 72 L.
  • 2. Cylindre. \(V = \pi \times 3 \times 3 \times 12 \approx 339{,}29\). Volume : environ 339 cm³.
  • 3. \(V = 2 \times 2 \times 2 = 8\). Volume : 8 cm³.

Niveau standard — j'applique dans des situations

Exercice 10 Vue de face, vue de dessus (C2) Standard

Voici six vues, numérotées de V1 à V6.

Pour chaque objet, écris le numéro de la vue de face et celui de la vue de dessus.

ObjetVue de faceVue de dessus
Une canette debout
Un cône de chantier posé au sol
Une pyramide à base carrée
Un dé à jouer
Un ballon
  • Canette : de face, un rectangle V1 ; de dessus, un disque V2.
  • Cône : de face, un triangle V3 ; de dessus, on voit le disque de la base et la pointe au milieu : V6.
  • Pyramide : de face, un triangle V3 ; de dessus, un carré et ses diagonales qui se croisent à la pointe : V5.
  • Dé : un carré dans les deux cas : V4 et V4.
  • Ballon : un disque dans les deux cas : V2 et V2.
Exercice 11 Le patron d'une boîte (C2) Standard

Une boîte en carton est un pavé droit de 6 cm de long, 4 cm de profondeur et 3 cm de haut. On a dessiné son patron.

1. Combien de faces a le patron ? Est-ce normal ?
2. Donne les longueurs : a = cm ; b = cm ; c = cm ; d = cm.
3. Quelle est la hauteur totale de la colonne du patron (arrière + dessus + avant + dessous) ?
  • 1. 6 faces : c'est normal, un pavé droit a 6 faces, et chacune est une seule fois dans le patron.
  • 2. Le dessous a les mêmes mesures que le fond de la boîte : 6 cm sur 4 cm, donc a = 6 cm et b = 4 cm. Les côtés sont collés au dessus le long de la profondeur (4 cm) et ils ont la hauteur de la boîte (3 cm) : c = 3 cm et d = 4 cm.
  • 3. Arrière 3 cm + dessus 4 cm + avant 3 cm + dessous 4 cm : \(3 + 4 + 3 + 4 = 14\). La colonne mesure 14 cm : c'est le tour complet de la boîte.
Exercice 12 Le pot de peinture (C2, C5) Standard

Un pot de peinture est un cylindre de rayon 8 cm et de hauteur 19 cm. On veut fabriquer son étiquette, qui fait tout le tour du pot.

1. Dans le patron du cylindre, quelle forme a l'étiquette ?
2. Calcule la longueur de l'étiquette : \(2 \times \pi \times 8 \approx\) cm (arrondi au dixième).
3. Quelle est la largeur de l'étiquette ? cm.
4. Calcule le volume du pot, arrondi à l'unité, puis donne-le en litres (arrondi au dixième).
  • 1. Un rectangle : il s'enroule autour du pot.
  • 2. Sa longueur est le périmètre du disque : \(2 \times \pi \times 8 \approx 50{,}27\). Longueur : environ 50,3 cm.
  • 3. Sa largeur est la hauteur du pot : 19 cm.
  • 4. \(V = \pi \times 8 \times 8 \times 19 \approx 3\,820{,}18\). Volume : environ 3 820 cm³. Comme 1 000 cm³ = 1 L : \(3\,820 : 1\,000 \approx 3{,}8\). Le pot contient environ 3,8 L.
Exercice 13 Couper un cône de chantier (C3) Standard

On imagine qu'on coupe un cône de chantier à plat, à deux hauteurs différentes. Le dessin le montre vu de face.

1. Quelle est la forme de la face coupée par la coupe 1 ? Et par la coupe 2 ?
2. Quelle coupe donne la plus grande face ? Pourquoi ?
3. Un chef de chantier coupe aussi un tube de PVC (un cylindre) à plat, puis une poutre (un pavé droit) parallèlement à une face. Donne la forme des deux sections.
4. Peut-on couper un ballon et obtenir un carré ? Explique.
  • 1. Un cône coupé à plat donne un disque, pour les deux coupes.
  • 2. La coupe 2 : elle est plus près de la base, là où le cône est plus large. Plus on coupe près de la pointe, plus le disque est petit.
  • 3. Le tube coupé à plat donne un disque (pareil que la base, avec un trou au milieu car le tube est creux). La poutre coupée parallèlement à une face donne un rectangle.
  • 4. Non : une boule coupée donne toujours un disque, jamais un carré.
Exercice 14 Se repérer dans l'atelier (C4) Standard

Un atelier a la forme d'un pavé droit : 5 m de long, 4 m de profondeur et 3 m de haut. L'origine est le coin A, au sol. Une lampe L est accrochée au milieu du plafond. Une prise M est au sol, au milieu de l'arête [BC].

1. Donne les coordonnées de B, de D et de G.
2. Quel sommet a pour coordonnées (0 ; 4 ; 3) ?
3. Donne les coordonnées de la prise M.
4. Donne les coordonnées de la lampe L.
  • 1. B(5 ; 0 ; 0) : j'avance de 5. D(0 ; 4 ; 0) : je vais au fond de 4. G(5 ; 4 ; 3) : j'avance de 5, je vais au fond de 4, je monte de 3.
  • 2. Je n'avance pas, je vais au fond de 4, je monte de 3 : c'est H.
  • 3. M est sur [BC] : j'avance de 5, je vais au fond de la moitié de 4, soit \(4 : 2 = 2\), je ne monte pas : M(5 ; 2 ; 0).
  • 4. L est au milieu du plafond : j'avance de la moitié de 5, \(5 : 2 = 2{,}5\) ; je vais au fond de la moitié de 4, \(4 : 2 = 2\) ; je monte jusqu'au plafond, 3. Donc L(2,5 ; 2 ; 3).
Exercice 15 Des villes de France sur le globe (C4) Standard

La France a des villes sur plusieurs continents. Voici la position de cinq d'entre elles, arrondie au degré.

VilleOù ?LatitudeLongitude
LilleNord de la France51° N3° E
Fort-de-FranceMartinique15° N61° O
CayenneGuyane5° N52° O
Saint-DenisLa Réunion21° S55° E
NouméaNouvelle-Calédonie22° S166° E

Source : Wikipédia, coordonnées géographiques des articles de chaque ville (fr.wikipedia.org), consulté le 7 octobre 2026.

1. Quelles villes sont dans l'hémisphère Sud ?
2. Quelles villes sont à l'Ouest du méridien de Greenwich ?
3. Quelle ville est la plus proche de l'équateur ? Justifie avec les nombres.
4. Entre Saint-Denis et Nouméa, laquelle est la plus au Sud ?
5. Un élève écrit pour Fort-de-France : (61° O ; 15° N). Corrige son écriture.
  • 1. Les latitudes « S » : Saint-Denis et Nouméa.
  • 2. Les longitudes « O » : Fort-de-France et Cayenne.
  • 3. On cherche la plus petite latitude : 5° est plus petit que 15°, 21°, 22° et 51°. C'est Cayenne, à seulement 5° au nord de l'équateur.
  • 4. Toutes les deux sont au Sud ; 22° est plus grand que 21° : Nouméa est un peu plus au Sud.
  • 5. La latitude s'écrit en premier : (15° N ; 61° O).
Exercice 16 La tente de camping (C1, C5) Standard

Une tente canadienne a deux faces triangles pareilles, devant et derrière. Le triangle a une base de 1,6 m et une hauteur de 1,2 m. La tente mesure 2 m de long.

Aide : aire d'un triangle = base × hauteur : 2. Prisme droit : \(V = \text{aire de la base} \times h\), où la « base » est le triangle et \(h\) la longueur de la tente.
1. Quel est le nom de ce solide ?
2. Calcule l'aire du triangle.
3. Calcule le volume de la tente.
  • 1. Deux triangles pareils reliés par des rectangles : un prisme droit à base triangle.
  • 2. Aire du triangle \(= 1{,}6 \times 1{,}2 : 2 = 1{,}92 : 2 = 0{,}96\). Aire : 0,96 m².
  • 3. \(V = 0{,}96 \times 2 = 1{,}92\). La tente a un volume de 1,92 m³.

Approfondissement — je résous seul

Exercice 17 L'abri de jardin en bois (C1, C5) Approfondissement

Un abri de jardin est formé d'un pavé droit (les murs) surmonté d'un toit. Les mesures sont sur le dessin.

1. Quel solide forme le toit ? Combien de faces a l'abri en tout ?
2. Calcule le volume de l'abri.
  • 1. Le toit a deux triangles pareils (devant et derrière) reliés par des rectangles : c'est un prisme droit à base triangle. L'abri a 7 faces : le sol, les 2 murs des côtés, les 2 faces du devant et du derrière (en forme de maison) et les 2 pans du toit.
  • 2. Je calcule chaque morceau, puis j'additionne.
    1
    Murs (pavé) : \(V_1 = 3 \times 2 \times 2 = 12\) m³.
    2
    Toit (prisme) : aire du triangle \(= 3 \times 1 : 2 = 1{,}5\) m², puis \(V_2 = 1{,}5 \times 2 = 3\) m³.
    3
    \(V = 12 + 3 = 15\).
    L'abri a un volume de 15 m³.
Exercice 18 Le patron d'un dé (C2) Approfondissement

Sur un dé à jouer, la somme de deux faces opposées vaut toujours 7 : 1 est en face de 6, 2 en face de 5, 3 en face de 4.

1. Dans la figure 1, quels nombres faut-il écrire à la place de a, b et c ? Explique.
2. La figure 2 est-elle un patron de cube ? Explique en « pliant dans ta tête ».
  • 1. Dans la croix, la colonne de 4 carrés fait le tour du cube : deux carrés séparés par un carré sont opposés. Donc a est en face de 2 et b est en face de 1. Les deux carrés des côtés, 3 et c, sont opposés.
    \(7 - 2 = 5\), donc a = 5 ; \(7 - 1 = 6\), donc b = 6 ; \(7 - 3 = 4\), donc c = 4.
  • 2. Oui. Je prends comme fond le carré de gauche de la marche du milieu. Le carré au-dessus de lui se relève : c'est l'arrière. Le carré tout en haut à gauche se rabat : c'est le côté gauche. Le carré à droite du fond : le côté droit. Le carré en dessous du côté droit : le devant. Le dernier carré, en bas à droite : le couvercle. Les 6 carrés vont à 6 places différentes : l'escalier est un patron du cube (un des 11). Pour vérifier : recopie-le sur du papier quadrillé, découpe-le et plie-le.
Exercice 19 Couper une bûche (C3, C5) Approfondissement

Une bûche a la forme d'un cylindre de rayon 10 cm et de longueur 40 cm.

Aide : aire d'un disque \(= \pi \times r \times r\) ; aire d'un rectangle \(=\) longueur \(\times\) largeur.
1. On la scie à plat, en son milieu. Quelle est la forme de la face coupée ? Calcule son aire, arrondie au dixième.
2. On fend une autre bûche pareille debout, dans la longueur, en passant par le centre. Quelle est la forme de la face coupée ? Donne ses mesures, puis son aire.
3. Calcule le volume de la bûche entière, puis celui d'un des deux morceaux de la question 1 (arrondis à l'unité).
  • 1. Un cylindre coupé à plat donne un disque de même rayon que la base, 10 cm. Aire \(= \pi \times 10 \times 10 \approx 314{,}16\) : environ 314,2 cm².
  • 2. Un cylindre coupé debout donne un rectangle. En passant par le centre, sa largeur est le diamètre, \(2 \times 10 = 20\) cm ; sa longueur est celle de la bûche, 40 cm. Aire \(= 40 \times 20 = 800\) : 800 cm².
  • 3. Bûche entière : \(V = \pi \times 10 \times 10 \times 40 \approx 12\,566{,}37\), environ 12 566 cm³. Chaque morceau est un cylindre de rayon 10 cm et de longueur \(40 : 2 = 20\) cm : \(V = \pi \times 10 \times 10 \times 20 \approx 6\,283{,}19\), environ 6 283 cm³ (la moitié de la bûche).
Exercice 20 Les erreurs de Yanis (C1, C2, C3, C4, C5) Approfondissement

Yanis a écrit huit phrases. Pour chacune, dis si elle est juste. Si elle est fausse, explique l'erreur et corrige-la.

a) « Un cône a une base carrée. »
b) « En perspective cavalière, les arêtes cachées sont dessinées en pointillés. »
c) « Si je coupe une boule, je peux obtenir un carré. »
d) « (48° N ; 2° E) et (2° E ; 48° N), c'est la même écriture. »
e) « Nouméa est à 22° S : elle est au sud de l'équateur. »
f) « Un cône de rayon 3 cm et de hauteur 10 cm a pour volume \(\pi \times 3 \times 3 \times 10 \approx 282{,}7\) cm³. »
g) « Dans le patron d'un cylindre de rayon 2 cm, le rectangle mesure 4 cm de long. »
h) « Dans un pavé droit, l'origine a pour coordonnées (0 ; 0 ; 0). »
  • a) Faux. La base d'un cône est un disque. Avec une base carrée et une pointe, c'est une pyramide.
  • b) Juste.
  • c) Faux. Une boule coupée donne toujours un disque.
  • d) Faux. L'ordre compte : d'abord la latitude, puis la longitude. On écrit (48° N ; 2° E).
  • e) Juste. La lettre S veut dire Sud.
  • f) Faux. Pour un cône, on divise par 3 : \(V = \dfrac{\pi \times 3 \times 3 \times 10}{3} \approx 94{,}2\) cm³.
  • g) Faux. 4 cm, c'est le diamètre. La longueur du rectangle est le périmètre du disque : \(2 \times \pi \times 2 \approx 12{,}6\) cm.
  • h) Juste. À l'origine, on n'avance pas, on ne va pas au fond, on ne monte pas.