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Volume d'un cône engendré par rotation

Posté par
fanmaths
20-09-08 à 21:31

Bonjour tout le monde

Me voilà avec un exercice (assez long) que j'ai du mal à résoudre. Je demande donc votre aide ^^

A) Etude d'une fonction numérique

f est la fonction définie sur ]1; +[ par f(x) = \frac{x^4}{x^2-1}. On appelle C sa courbe représentative dans un repère orthogonal (O, , ) ; unités : 4cm en abscisse et 0.5 en ordonnée.

1°) a. Vérifier que pour tout x de ]1;+ [, f(x) = x²+1+\frac{1}{x^2-1}
b. Etudier les limites en 1 et en +

2°) Soit P la courbe représentative dans le repère précédent de la fonction g définie sur ]1;+ [ par g(x) = x²+1
a. Quelle est la limite de f(x)-g(x) quand x tend vers + ?
b. Etudier la position de la courbe C par rapport à la courbe P ?
3°) Calculer la dérivée de f et étudier les variations de f.
4°) Représenter P et C

B) Volume du cône :
Dans la figure ci-contre : le triangle ABC est rectangle en B, le demi-cercle de centre O a pour rayon 1, la droite (BC) est tangente en B au demi-cercle, la droite (AC) est tangente en H au demi-cercle. On pose AB=h, BC=x (avec x>1).

1°) a. Prouver que \frac{OH}{AH} = \frac{BC}{AB}.
b. En déduire les égalités : h = x(h-1)²-1 ; x² = \frac{h}{h-2} ; h = \frac{2x^2}{x^2-1}

2°) On rappelle que le volume d'un cône de révolution de hauteur h et de base circulaire d'aire S est V = \frac{hS}{3}. En pivotant autour de (AB), le triangle ABC engendre un cône de révolution de sommet A.

a. Exprimer le volume V(x) du cône en fonction de x.
b. A l'aide des résultats de la partie A), déterminer pour quelle valeur de x le volume est minimum.
Calculer, pour cette valeur de x, l'angle  (à 0.1° près)

Ce que j'ai trouver pour A) (le B) je n'y arrive pas) :

1°)f(x) = x²+1+\frac{1}{x^2-1}

= \frac{(x^2+1)(x^2-1)}{x^2-1} + \frac{1}{x^2-1}

= \frac{x^4-x^2+x^2-1}{x^2-1}

= \frac{x^4}{x^2-1}

b. \lim_{x\to 1} f(x) = \lim_{x\to 1} \frac{x^4}{x^2} = lim x² = +   (pour x vers négatif et positif)

pour lim vers +   = +

2°) a. lim f(x)-g(x)(tend vers +oo) = \frac{1}{x^2-1}
or lim \frac{1}{x^2-1} = 0
donc lim f(x)-g(x) = 0

3°) f'(x) = \frac{4x^3}{2x}
donc - + - (avec comme valeur 0 pour le haut et bas mais pour le bas en valeur interdite)

Merci d'avance pour toute aide apportée

Volume d\'un cône engendré par rotation

Posté par
fanmaths
re : Volume d'un cône engendré par rotation 20-09-08 à 22:30


Pour la 2°) a. Il faut utiliser thalès ?

Posté par
abdel01
re : Volume d'un cône engendré par rotation 21-09-08 à 02:24

bonsoir

le triangle ABC est rectangle en B
le triangle AHO est rectangle en H (OA= rayon est perpendiculaire à la tangente AC)

tu calcules tangente de l'angle A ds les 2 triangles

Posté par
fanmaths
re : Volume d'un cône engendré par rotation 21-09-08 à 16:17

d'accord merci et sinon ce que j'ai fais c'est bon ?

Posté par
abdel01
re : Volume d'un cône engendré par rotation 21-09-08 à 16:38

A)
1)
b. Etudier les limites en 1 et en +

quand x ---> 1   f(x) tend vers + ( mais tu n as pas droit d écrire = lim (x4/x2) au voisinage de 1)

par contre lim f(x) = lim(x4/x2)=+

ici pas de x négatif donc on etudie pas la lim en -

2)
b. Etudier la position de la courbe C par rapport à la courbe P ?
donc etudier le signe de la difference s'il est positif c'est que la courbe de f est au dessus de celle de g, sinon l inverse.

3) la dérivée

f(x) sous forme u/v   donc f'= (u'v-v'u)/v2

Posté par
fanmaths
re : Volume d'un cône engendré par rotation 22-09-08 à 18:05

Merci abdel
Pour la 3°) f'(x) = \frac{u'v-uv'}{v^2}
(je trouve quelque chose de bizarre)f'(x) = \frac{4x^5-4x^3-2x^4}{(x^2-1)^2}
avec u(x) = x^4 et v(x) = x²-1
     u'(x) = 4x^3  v'(x) = 2x

Sinon pour le B) je n'y arrive absolument pas

Merci du temps que vous consacrez à m'aider sur cet exercice

Posté par
abdel01
re : Volume d'un cône engendré par rotation 22-09-08 à 18:41

bonjour

essaies de simplifier f' . deja tu factorise le numérateur tu mets 2x3(2x2-2x-1)

Posté par
fanmaths
re : Volume d'un cône engendré par rotation 24-09-08 à 19:37

Désolé je n'ai pas pu posté avant
D'accord pour factorisé mais le 2x^3 tu en fais quoi après ?

Posté par
fanmaths
re : Volume d'un cône engendré par rotation 24-09-08 à 20:59



Merci d'avance

Posté par
abdel01
re : Volume d'un cône engendré par rotation 24-09-08 à 21:11

bonsoir
Pour étudier le sens de variation de f il faut étudier la signe da la dérivée et faire un tableau de signe

Posté par
abdel01
re : Volume d'un cône engendré par rotation 24-09-08 à 21:42

signe de f'(x)

f'(x)=2x3(x2-2)/(x2-1)2

- le terme (x2-1)2 du dénominateur est tjrs positf. il doit être différent de 0 (c'est le cas ici car l ensemble d'étude est ]1;+infini)

-Il suffit donc d'étudier le signe du numérateur pour en déduire celui de f'(x)

   2x3(x2-2)
   2x3(x + 2)(x - 2)

   ** 2x3 est positif pour tt x de ]1;+infini
   ** (x + 2)(x - 2)

      signe de -a  (ici a=+1) entre les 2 racines
      signe de a ailleurs
      

Posté par
fanmaths
re : Volume d'un cône engendré par rotation 25-09-08 à 17:19

D'accord j'ai compris et comment on fait pour le B)

Merci d'avance

Posté par
fanmaths
re : Volume d'un cône engendré par rotation 27-09-08 à 11:53



Merci

Posté par
fanmaths
re : Volume d'un cône engendré par rotation 27-09-08 à 14:13

Personne pour m'aider sur le B) ?

Posté par
fanmaths
re : Volume d'un cône engendré par rotation 30-09-08 à 19:00



Personne ne peut m'aider c'est pour jeudi

Posté par
fanmaths
re : Volume d'un cône engendré par rotation 01-10-08 à 13:32

Vraiment personne ?



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