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Niveau seconde
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calcule de surface

Posté par
naimamej
25-11-15 à 23:09

bonsoir
aider moi svp a résoudre cet exercice  

en tournant un carre de 10cm de cote  autour d'un axe à un huitième de tour on obtient une étoile régulière
montrer que S la surface de l'étoile  s'écrit  

S=a+b√2  tel que  aєN  et bЄZ

Posté par
kenavo27
re : calcule de surface 26-11-15 à 10:06

bonjour,
fais un croquis.

Posté par
naimamej
re : calcule de surface 26-11-15 à 11:50

bonjour

je ne sais pas comment faire le  croquis

        
                              

Posté par
carita
re : calcule de surface 26-11-15 à 12:18

bonjour

pas très facile cet exo pour un niveau seconde, je trouve.
pour t'aider à démarrer, voici le dessin (que tu aurais pu trouver, lui )
il s'agit d'une rotation du carré ABCD de 22.5° autour de son centre E (si je m'exprime correctement (?)).
calcule de surface

il apparait donc que l'aire totale de l'étoile va être l'aire du carré ABCD
+ les aires des 4 petits triangles bleus qui "dépassent" : c'est ce que tu dois chercher.

bonne recherche !

Posté par
carita
re : calcule de surface 26-11-15 à 13:34

oups : lire 45° (=360/8),  et non pas 22.5

Posté par
naimamej
re : calcule de surface 26-11-15 à 13:56

bonjour

merci pour le dessin

je peux calculer l'aire du carree ABCD est   10*10= 100cm²

pour l'aire des triangle je ne sais pas comment faire aider moi svp

Posté par
kenavo27
re : calcule de surface 26-11-15 à 18:47

Bonsoir,
Que peux-tu dire des petits triangles ?

Posté par
naimamej
re : calcule de surface 26-11-15 à 22:25


les triangles sont rectangle isocèles

Posté par
kenavo27
re : calcule de surface 26-11-15 à 23:19

Reprenons la figure de varita

Et nommons HLM le petit triangle isocèle ( en haut).

HE est perpendiculaire à LM et (IG)
Calculons HE
La diagonale du carré est également á 2√10
Donc HE=√10
KH=5
Donc HK= √10-5

Calculons LM ( base du petit triangle.
Utilisons Thalès
HK/HE=LM/IG
(√10-5)/√10=LM/2√10
Tu auras donc les distances de la base et de la hauteur du petit triangle isocèle.

Ceci n'est pas une démonstration


)

Posté par
mathafou Moderateur
re : calcule de surface 26-11-15 à 23:34

Bonjour,

Citation :
Ceci n'est pas une démonstration

surtout si on confond 210 et 102

en fait il suffit exclusivement de considérer :
que par symétrie (la rotation est un forme de "symétrie") tous les 4 triangles sont identiques, et on sait que ce sont des triangles rectangles isocèles.
il suffit donc de calculer leur médiane = hauteur = 1/2 hypoténuse = base pour en calculer l'aire

cette médiane est la moitié (triangle du haut et triangle du bas = deux fois) de la différence entre la diagonale du carré "incliné" et la hauteur (son côté) du carré droit.

une fois ça fait le calcul est direct sans complications inutiles...

Posté par
mathafou Moderateur
re : calcule de surface 26-11-15 à 23:35

* médiane = hauteur = 1/2 hypoténuse = 1/2 base

Posté par
kenavo27
re : calcule de surface 27-11-15 à 09:42

bonjour,
stupide erreur!

je reprends:

Citation :
Et nommons HLM le petit triangle isocèle ( en haut).
Soit K l'intersection de (HE) avec (LM)
(HK) est perpendiculaire à (LM ) . A justifier

[strike]Calculons HK[/strike]
La diagonale du carré est également á 10√2
Donc HE=5√2
KL=5 A Justifier.
Donc HK=5√2-5


Calculons LM  base du petit triangle.
Utilisons Thalès ( A justifier)

HK/HE=LM/IG
(5√2-5)/52=LM/10√2

sauf une nouvelle distraction!!!!!!!

Tu auras donc les distances de la base et de la hauteur du petit triangle isocèle.

Ceci n'est pas une démonstration



enfin, je dois remercier  mathafou (que je salue) qui a vu la bêtise.
J'aurais dû faire un aperçu.
Mais bon.

Posté par
mathafou Moderateur
re : calcule de surface 27-11-15 à 10:21

Bonjour kenavo27

Citation :
stupide erreur!
la main qui ne correspond pas à ce qu'on pense et qui écrit autre chose, puis ensuite le copier-coller de cette erreur de ligne en ligne ...
c'est la raison pour laquelle je hais les calculs numériques

il y est impossible de distinguer des mesures de longueurs des simples coefficients : tout ça c'est "des valeurs" et au bout de quelques lignes on ne sait plus du tout ce qu'elles représentent et on écrit des trucs revenant par exemple à ajouter une longueur à une aire ...

"soit c la mesure du côté du carré" etc ... quitte à remplacer tout à la fin c par 10cm

Posté par
naimamej
re : calcule de surface 27-11-15 à 13:17

bonjour

merci beaucoup pour votre aide

si j'ai bien compris
voila ce que j'ai trouve  je serai heureuse si vous me corrigez
HF=10√2
HE=5√2
Donc  HK=HE-5=5√2-5
LM=2HK=2(5√2-5)
Donc     S=10²+4(LM*HK)/2  =10²+4(2HK*HK)/2=10²+4*HK²=10²+4(5√2-5)²=400-200√2
En fin  en réponse  à l'exercice   S=400-200√2   donc  a=400 et  b=-200  
merci encore

Posté par
mathafou Moderateur
re : calcule de surface 27-11-15 à 14:14

juste.
tu aurais pu détailler un petit peu le développement de (5√2-5)² au lieu de le combiner en une seule opération de développement et simplification dans la foulée cela aurait été plus lisible
(c'est juste une question de présentation)

Posté par
naimamej
re : calcule de surface 27-11-15 à 14:41

bonsoir
merci beaucoup pour votre aide

Posté par
mathafou Moderateur
re : calcule de surface 27-11-15 à 14:58

un petit truc en dehors de l'exo, pour le fun :
prouver que l'aire de l'étoile est égale à l'aire d'un carré de côté MT = UV
calcule de surface
("à la paire de ciseaux", en ajoutant quelques points et traits bien choisis, et avec Pythagore. Abandonner toute idée de calcul numérique surtout, on fait ça "en lettres")


et si on découpe effectivement on peut ainsi reconstituer le carré équivalent "façon puzzle"

Posté par
naimamej
re : calcule de surface 27-11-15 à 19:02

bonsoir

je ne vois pas comment procéder
j'aimerai bien le savoir

Posté par
mathafou Moderateur
re : calcule de surface 27-11-15 à 20:04

on découpe les triangles qui dépassent pour former un carré MLPQ

calcule de surface

l'aire de ce carré est trivialement égale à la somme des aires des 4 petits triangles
et donc l'aire de l'étoile est égale à la somme de l'aire de ABCD et du carré MLPQ
c'est à dire la somme de BC² = LT² et de ML²

c'est à dire par Pythagore dans MLT égale à MT²
et donc l'aire de l'étoile est égale à celle d'un carré de côté MT (= UV par symétrie)

ce que l'on peut constater "physiquement avec ses mains" en découpant effectivement façon puzzle et en réarrangeant les morceaux (figure de droite)

pour aimer les maths (la géométrie), il faut voir comment on peut aussi appliquer ainsi de façon ludique les symétries, les propriétés des triangles rectangles isocèles et le théorème de Pythagore !!

nota : il existe une "dissection" de cet octogone étoilé en un carré avec seulement 7 morceaux, mais c'est "bien plus compliqué" les morceaux ayant alors des formes bizarres et surprenantes.
restons en là ça nous entrainerait trop loin.

Posté par
naimamej
re : calcule de surface 28-11-15 à 20:28

bonsoir

super. merci beaucoup



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