Posté par philoux (invité)
Bonjour,
Réponse :
36°
2 Méthodes : 1) analytique 2) trigonométrique
1) Analytique
Je ne la détaillerai pas car je pense que bon nombre de mathîliens l’utiliseront :
Il faut trouver M à l’intersection des cercles de rayon 2d, centrés en 2 points (tête et queue du poisson) et dire que tête, M et queue sont alignés ; on trouve M, la hauteur de la tête et les angles remarquables…
2) trigonométrique
Origine en O milieu de AB
A et B tel que la longueur de l’allumette vaut 2d.
L’angle cherché est X=2t, avec t l’angle aigu AHO.
Dans AHO : sint=k/2d => k=2dsint
Dans ALO : siny=d/a => a=d/siny
Dans MLJ : siny=k/b => b=k/siny
. d/a=k/b => a=bd/k=bd/2dsint=b/2sint
comme a+b=2d => b/2sint +b=2d
b=4dsint/(1+2sint) et a=2d-b=2d/(1+2sint)
de a=d/siny => 2d/(1+2sint)=d/siny
=>2siny=1+2sint =>
siny=sint+1/2 (1)
Dans AHO : sint=d/(p+2d) => p+2d=d/sint.
Exprimons AH²=AO²+OH²
(p+2d)²=d²+(LO+LM+MH)²
LO=acosy et LM=bcosy
(p+2d)=d/sint
HM=2dcost d’où
.d²/sin²t=d²+((a+b)cosy+2dcost)²
or a+b=2d
.d²/sin²t=d²+(2dcosy+2dcost)²
.1/sin²t=1+4(cosy+cost)²
=> (cosy+cost)²= (1/sin²t-1)/4=(1-sin²t)/4sin²t=cos²t/4sin²t=(1/2tgt)²
angles < 90°=> cosy+cost =1/2tgt= cost/2sint=>
cosy=cost(1-2sint)/2sint (2)
Exprimons sin²y+cos²y=1 à l’aide de (1) et (2) :
(sint+1/2)²+cos²t(1-2sint)²/4sin²t = 1 puis cos²t=1-sin²t et posons sint=x :
(2x+1)²/4 + (1-x²)(1-2x)²/4x²=1 =>(2x+1)²x²+(1-x²)(1-2x)²=4x²
… => 8x^3-4x+1=0 dont une racine évidente = ½ => 8x^3-4x+1=(2x-1)(4x²+2x-1)=0
4x²+2x-1)=0 => x=(-1 +/-rac(5))/4
Or (1)=> sint=x <> ½ car siny=1 impossible et sint=x>0 =>
x=sint=(-1+rac(5))/4 => t=pi/20 = 18°
(pour y : (1) donne siny=sint+1/2=…=(1+rac(5))/4 => y=3t=3pi/20 =
54°
=> l’angle en H vaut X=2t=pi/10=
36°
Cette figure, en la dupliquant 10 fois, forme donc un cercle dont les bases (AB) forment un décagone régulier inscrit sur un cercle de rayon AH =p+2d=d/sin18°=
1,618 allumette =>
Qui dit décagone, ou pentagone, dit
nombre d’or ; en effet, on retrouve le nombre d’or,
PHI , ou son inverse, je ne sais plus.
Pour faire apparaître la figure d’Isis dans ce décagone, il faut joindre chaque sommet du décagone à son
3ème sommet adjacent, de 3 en 3 => on fera apparaître 10 fois la figure d’isis dont la base joint deux sommets (cf. décagone joint dans le post suivant)
Merci Isis pour cette évocation indirecte de PHI (Da Vinci Code...) et pour cette énigme.
Philoux
