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  • Published: 24.06.2024. Last updated: 01.01.1970.

Supposons que tu redécores ta chambre et que tu aies besoin de connaître la surface disponible. Tu mesures donc le sol, ce qui revient en fait à trouver la surface de cette pièce. Supposons maintenant que tu prévoies de remplir ta piscine d'eau. Tu mesureras la quantité d'eau nécessaire pour remplir la piscine en mesurant son volume.


En géométrie, il est important de connaître l'espace couvert par certaines figures à deux ou trois dimensions. Nous pouvons déterminer cet espace en calculant la surface et le volume en fonction du type de figure. Ici, nous allons comprendre le concept de base de la surface et du volume en fonction des différents types de figures.

Signification de l'aire en géométrie

L'espace total occupé par la surface bidimensionnelle d'un objet ou d'une forme plate est appelé aire.

Il existe de nombreuses formules de calcul de l'aire pour déterminer l'aire de diverses formes bidimensionnelles. Nous pouvons également déterminer l'aire d'une forme en comptant le nombre de carrés unitaires qui couvrent toute la surface de l'objet. Cette méthode nous aide à apprendre et à comprendre le concept de surface. Vois l'image ci-dessous qui présente le concept de l'unité carrée. Tu verras que les formules d'aire sont cependant plus faciles et plus rapides à utiliser. L'unité de surface est toujours mesurée en unités carrées comme les centimètres carrés, les mètres carrés, les pouces carrés, etc.



Surface et volume, Surface, StudySmarterSurface d'une figure en 2D, splashlearn.com

Voici quelques faits concernant la superficie à garder à l'esprit :

  • La surface et le périmètre des formes sont des calculs différents et peuvent souvent être confondus l'un avec l'autre.
  • La surface d'une figure est généralement calculée à partir de termes tels que côté, longueur, base, hauteur et rayon.
  • La surface de deux figures congruentes (identiques) sera la même, mais parfois deux figures non congruentes (non identiques) peuvent avoir la même surface.

Formules d'aire pour les figures simples (2D)

Jetons un coup d'œil à quelques-unes des différentes formules pour l'aire des figures géométriques de base et courantes, notamment :

  • Surface d'un rectangle
  • Surface du carré
  • Surface du triangle
  • Surface du cercle
  • Surface du parallélogramme

Surface d'un rectangle

Nous pouvons calculer la surface d'un rectangle de largeur w et de hauteur h comme suit :

Surface du rectangle=w×h

Surface et volume, Surface d'un rectangle, StudySmarterSurface d'un rectangle - StudySmarter Originals

Surface d'un carré

Les carrés ont quatre côtés qui sont tous de même longueur. Nous pouvons donc calculer l'aire du carré avec la formule suivante :

Surface d'un carré=a2

où a est la longueur du côté

Surface et volume, Surface d'un carré, StudySmarterSurface du carré - StudySmarter Originals

Surface d'un triangle

Nous pouvons calculer la surface du triangle à l'aide de son altitude h et de sa base b.

Surface du triangle=12×b×h

Surface et volume, Surface d'un triangle, StudySmarterAire du triangle - StudySmarter Originals

Surface du cercle

L'espace occupé par le cercle peut être calculé en fonction de son rayon.

Surface du cercle=π×r2

où r est le rayon du cercle

Surface et volume, Surface d'un cercle, StudySmarterAire du cercle - StudySmarter Originals

Surface d'un parallélogramme

Un parallélogramme est une figure dont les côtés opposés sont une paire de lignes parallèles.

Surface du parallélogramme=b×h

où b est la base et h la hauteur du parallélogramme


Surface et volume, Surface d'un parallélogramme, StudySmarterAire du parallélogramme - StudySmarter Originals

Signification de la surface en géométrie

Le terme surface est associé aux figures et objets tridimensionnels. Cependant, son concept est essentiellement le même que celui de la surface en ce sens qu'il mesure la taille de la surface à l'aide d'unités carrées comme les pouces au carré (in2). Les formules de calcul des surfaces diffèrent selon le type d'objet tridimensionnel.

La surface totale occupée par les surfaces extérieures de tout objet tridimensionnel est appelée surface de cet objet.

Surface et volume, Surface, StudySmarterSurface - StudySmarter Originals


En d'autres termes, la surface occupée par toutes les faces et tous les côtés d'un objet tridimensionnel est sa surface. Pour toute figure, la surface peut être classée en trois types :

  1. Surface latérale
  2. Surface courbe
  3. Surface totale

Types de surface

Les trois types de surface (latérale, courbe et totale) sont expliqués ici.

Surface latérale et courbe

La surface de l'ensemble de la forme 3D, à l'exclusion de la surface de la base et du sommet, est connue sous le nom de surface latérale.

La surface de toutes les surfaces incurvées de la forme 3D est appelée surface incurvée.


Parfois, la surface latérale et la surface courbe se réfèrent en fait à la même partie de la forme 3D. C'est le cas des formes à surface courbe comme les cylindres et les cônes, par exemple. Les formes comme les cubes, en revanche, n'ont pas de surface courbe, et ce terme ne s'applique pas.


Surface et volume, Surface latérale, StudySmarterSurface latérale - StudySmarter Originals


Ici, dans la figure du cylindre, la surface grise est la surface latérale, c'est-à-dire la surface qui entoure le cylindre. Pour calculer la surface latérale, nous prendrons en compte la surface de couleur grise représentée, mais pas la surface supérieure blanche ni la surface inférieure blanche du cylindre.

Surface totale

La surface totale de toutes les surfaces et de tous les côtés d'un objet s'appelle la surface totale.

En d'autres termes, nous incluons toutes les surfaces d'un objet dans le calcul de la surface totale, par opposition à la surface latérale. En général, nous appelons simplement la surface totale la surface de l'objet.

Surface et volume, Surface totale, StudySmarterSurface totale - StudySmarter Originals

Ici, nous prenons en compte la surface latérale (couleur gris clair) ainsi que la surface supérieure et la base (couleur gris foncé) lorsque nous calculons la surface totale de ce cylindre.

Formules de calcul de la surface

Jetons un coup d'œil à certaines formules de calcul de la surface de figures tridimensionnelles courantes.

Surface d'un cube

Un cube est une figure tridimensionnelle composée de six faces carrées. La surface d'un cube peut être obtenue en trouvant la surface des six faces et en les additionnant. Pour la surface latérale du cube, nous ne prenons en compte que quatre faces, en éliminant les côtés supérieur et inférieur.

Surface et volume, Surface d'un cube, StudySmarterSurface d'un cube - StudySmarter Originals


La formule pour calculer la surface d'un cube est la suivante :

Surface totale du cube=6a2

Surface latérale du cube=4a2

où a est la longueur de tous les côtés

Surface du cuboïde

Un cuboïde est une figure tridimensionnelle dont les six faces sont rectangulaires. La surface totale et la surface latérale du cuboïde peuvent être calculées de la même manière que pour un cube. Cependant, pour un cuboïde, au lieu d'utiliser la même mesure pour les six faces, nous considérons et mesurons les différentes faces séparément. Par conséquent, nous calculons la surface du cuboïde en fonction de la longueur l, de la largeur w et de la hauteur h.

Surface et volume, Surface d'un cuboïde, StudySmarterSurface d'un cuboïde - StudySmarter Originals

La formule de la surface d'un cuboïde est la suivante :

Surface totale du cuboïde=2(lw+wh+lh)

Surface latérale du cuboïde=2h(l+w)

Surface d'un cylindre

Un cylindre est une forme en 3D avec deux faces circulaires plates, l'une en haut et l'autre en bas, attachées aux extrémités opposées d'une face incurvée. Un exemple simple est un tuyau dont les deux extrémités sont scellées ou fermées. La surface d'un cylindre est la somme des surfaces des deux bases circulaires et de la surface courbe. Lorsque l'on détermine uniquement la surface latérale ou incurvée, seule la surface incurvée du cylindre est prise en compte.

Surface et volume, Surface d'un cylindre, StudySmarterSurface d'un cylindre - StudySmarter Originals


La formule pour calculer la surface d'un cylindre est la suivante :

Surface totale du cylindre=2πr(r+h)

Surface latérale du cylindre=2πrh

où r est le rayon de la base circulaire et h la hauteur du cylindre.

Surface d'une sphère

Une sphère est la représentation tridimensionnelle d'un cercle. Comme les sphères n'ont qu'une seule surface globale et aucune autre face, discuter de sa surface latérale n'a pas de sens, car elle serait la même que sa surface totale. Par conséquent, nous ne calculons que la surface totale des sphères.

Surface et volume, Surface d'une sphère, StudySmarterSurface d'une sphère - StudySmarter Originals


La formule pour calculer la surface d'un parallélépipède est la suivante :

Surface totale de la sphère=4πr2

où r est le rayon de la sphère

Signification du volume en géométrie

Tout objet tridimensionnel dans la nature occupe de l'espace. L'espace occupé par cet objet est donc appelé son volume.

L'espace enfermé dans l'objet ou l'espace occupé par tout objet solide à trois dimensions est appelé volume.

Pour mesurer le volume, nous divisons l'espace occupé en unités cubiques égales et nous calculons le total des unités cubiques occupées, L'unité de volume peut être le centimètre cube, le mètre cube, le pouce cube, etc.

Surface et volume, Volume, StudySmarterVolume de la visualisation d'objets en 3D, tasks.illustrativemathematics.org

Formules de volume

Comprenons quelques formules de volume pour des objets et des formes 3D familiers.

Volume d'un cube

Comme tous les côtés du cube sont de même longueur, nous pouvons calculer le volume d'un cube à l'aide de la formule ci-dessous :

Volume d'un cube=a3

où a est la longueur des côtés pour toutes les faces


Surface et volume, Volume d'un cube, StudySmarterVolume du cube - StudySmarter Originals

Volume d'un cuboïde

Contrairement à un cube, un cuboïde a des côtés de mesures différentes. Nous calculons donc le volume en fonction de la longueur l, de la largeur w et de la hauteur h. La formule du volume d'un cuboïde est la suivante :

Volume d'un cub oïde=l×b×h


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Volume d'un cylindre

Comme le cylindre est formé de ses bases circulaires et de la distance qui les sépare, nous considérons le rayon r de la base circulaire et la hauteur h du cylindre pour calculer son volume. La formule est la suivante :

Volume du cylindre=πr2h


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Volume de la sphère

Comme elle peut être utilisée dans certaines applications pour approximer la forme de la Terre, nous nous intéressons particulièrement à la sphère, la représentation tridimensionnelle d'un cercle. Le volume d'une sphère peut être calculé à l'aide de multiples méthodes, dont la formule d'Archimède et le principe de Cavalieri, par exemple. Pour l'instant, nous nous contenterons de jeter un bref coup d'œil à la formule de volume communément admise :

Volume de la sphère=43πr3

où r est le rayon de la sphère


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Surface et volume - Principaux enseignements

  • L'espace total occupé par la surface bidimensionnelle d'un objet ou d'une forme plate est appelé surface. La surface utilise des unités carrées, comme les pieds au carré ou les mètres au carré.
  • La surface de deux figures congruentes (identiques) sera la même, mais parfois deux figures non congruentes peuvent avoir la même surface.
  • La surface totale occupée par les surfaces extérieures d'un objet tridimensionnel s'appelle la surface de cet objet. La surface est exprimée en unités carrées.
  • La surface peut être classée en trois types : la surface latérale, la surface courbe et la surface totale.
  • L'espace enfermé dans l'objet ou l'espace occupé par tout objet solide tridimensionnel est appelé volume.

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Gabriel Freitas

AI Engineer at StudySmarter

Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models' (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.

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