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Cônes

Posté par
Regulus
22-09-14 à 10:39

Bonjour!

Mon prof de math m'as donné un DM, et j'éprouve des difficulté sur la dernière partie!Je souhaiterais que quelqu'un puisse m'aider à le résoudre!

Voici l'énoncé:

Deux cônes de révolution identique(même rayon de base R=3cm et même hauteur h=12 cm ) sont disposés comme l'indique la figure ci-dessous:


On a indiqué en rouge la section de ces cônes par un plan parallèle aux bases de manière que S1I1=02I2=X

a)Déterminer les rayons r1 et r2 des disques colorés en fonction de x.

b)Déterminer x pour que la somme des aires de ces 2 sections soit inférieur à (27π)/4

Le problème ici c'est que je ne connais pas la formule de calcule d'un rayon de cône de révolution( et pour cause je ne l'ai jamais appris). J'ai cherché sur internet mais ça parle de génératrice et je ne comprends pas très bien !

Sur ce je vous souhaites à tous une bonne journée!

Cônes

Posté par
mathafou Moderateur
re : Cônes 22-09-14 à 10:42

Bonjour,

Citation :
la formule de calcul d'un rayon de cône de révolution (et pour cause je ne l'ai jamais appris)
mais si voyons.
ça s'appelle Thalès... vue en 3ème.
il ne faut pas se laisser intimider comme ça par "cone"
en coupe ce sont de simples triangles...

Posté par
Regulus
re : Cônes 22-09-14 à 11:00

Re!

Donc ce que j'ai lu sur internet parlant de la "génératrice" ça n'a rien à voir?!

Sinon je vous remercie de votre aide (une nouvelle fois ^^)!

Posté par
mathafou Moderateur
re : Cônes 22-09-14 à 11:09

dans cet exo ça n'a effectivement rien à voir ...
(la génératrice c'est S1A par exemple. on te la demande ? elle te servirait à quoi ??)


on te donne dans l'énoncé le rayon de base du grand cône R = 3cm
on te donne sa hauteur h = 12cm
le rayon de la section r1 est obtenu par simple réduction ... (même pas besoin de Thalès, mais après tout Thalès c'est les réductions), dans le rapport S1I1/S1O1

de telles "réductions" de pyramides, cônes etc tu en as déjà rencontré même sans doute en 5ème...

le but de l'exercice n'est pas de se prendre le chou sur ce truc tout simple, mais la suite : étudier des fonctions de x (du second degré en x, cours de 1ère)

Posté par
Regulus
re : Cônes 22-09-14 à 19:52

Bonsoir!

Je vous donnerai mes réponses un peu tard dans la soirée (là je dois réviser les leçons avec mon père)

Posté par
Regulus
re : Cônes 22-09-14 à 21:37

Re!

J'ai une question normalement, on utilise Thalès avec des triangles comme ceci:

Cônes

Posté par
Regulus
re : Cônes 22-09-14 à 21:41

Est-ce-que ça ne marche pas de la même façon avec un cône ?

Sinon je trouve:


r2=S2I2/S2O2

=(12-x)/12


r1=S1I1/S1O1
=x/(12-x)

Je vais attendre votre réponse avant de donner les réponses du 2 (au cas au ou j'ai faux)

Posté par
mathafou Moderateur
re : Cônes 22-09-14 à 22:22

c'est du n'importe quoi.


si tu ne vois pas que les triangles S1O1B et S1I1A forment une "configuration de Thalès" ...
donc

\dfrac{S_1I_1}{S_1O_1} = \dfrac{I_1B}{O_1A} (et aussi = \dfrac{S_1B}{S_1A} mais celui là on s'en fiche)

il n'y a plus qu'à remplacer correctement les valeurs, et obtenir r1 = I1B, en fonction de R = O1A = 4, de h = S1O1 = 12 et de x = S1I1}

puis de faire pareil avec l'autre cône, séparément, pour obtenir r2 en fonction de x

c'est ce qu'on demande dans cette question
r1 en fonction de x et c'est tout
et r2 en fonction de x et c'est tout.
pas des trucs pour comparer r1 et r2 ou calculer r2/r1 ou je ne sais quoi ...

Posté par
co11
re : Cônes 22-09-14 à 23:43

Bonsoir,

il me semble que Regulus a oublié les rayons des bases. On a plutôt:
S1I1/S1O1 = r1/3  et S2I2/S2O2 = r2/3

D'accord?

Posté par
co11
re : Cônes 22-09-14 à 23:47

Oh Mathafou, on dirait qu'on aime bien les mêmes énoncés.

Cela dit, moi je vais au dodo maintenant.

A plus

Posté par
Regulus
re : Cônes 23-09-14 à 13:25

Bonjour!

@co11: vous avez divisé par 3, car ce ceci représente le r de base et que avec Thalès, on calcule que la "moitié" de r1 et r2 (bien que je dis sûrement des inepties ^^') ?

@Mathafou:Vous avez raison!Sur le coup j'ai pas remarqué ou il fallait utiliser Thalès --'!

Donc si j'ai bien compris:S1I1=12-x   S1O1=12    O1A=3    I1B=?

S2I2 / I2O2 =r2/3

((12-x)/12)/3

R2=(12-x)/4

S1I1/S1O1 =r1/3

x/12

R2=(x/12)/3=x/4

Posté par
mathafou Moderateur
re : Cônes 23-09-14 à 13:45

S1I1=12-x faux : S1I1 = x

S1O1=12 O1A=3 oui
et donc r1 = I1B = ...
(pourquoi la suite du calcul de r1 est il reporté à la fin ??)


S2I2 / I2O2 = r2/3
S2I2 = 12-x, cette fois, oui.


((12-x)/12)/3 et ?? c'est quoi ce "truc" jeté au milieu de la feuille ??


(12-x) / 12 = r2/3

r2 = 3*(12-x)/12 = (12-x)/4 OK

ta rédaction était complètement fausse.
ton "((12-x)/12)/3" dont on ne sait d'ailleurs même pas ce qu'il représente donnerait (12-x)/(12*3) = (12-x)/36
règles élémentaires de calculs avec des fractions

idem pour le calcul de r1 par S1I1/S1O1 =r1/3

r1 = (x/12) * 3, pas divisé par 3, et ça donne bien r1 = x/4, oui.

(et c'est r1 pas r2)

Posté par
Regulus
re : Cônes 23-09-14 à 19:23

En gros, j'écris n'importe quoi mais j'ai le bon résultat XD!
Sans vouloir vous déranger pouvez m'expliquer pourquoi on divise par 3!Quand je demandes de l'aide sur ce site je veux pas quand me donne la réponse mais qu'on m'explique la démarche,méthode...(sinon en contrôle je pleure ).

Je donnerai ma réponse du 2 plus tard dans la soirée(là c'est les leçons à réviser ^^').Sinon je vous remercie une nouvelle fois pour votre aide!

Posté par
mathafou Moderateur
re : Cônes 23-09-14 à 19:40

x/12 = r1/3 (traduction mot à mot de S1I1/S1O1 = r1/3)

pour éliminer le 3 au dénominateur de r1/3, on multiplie cette fraction par 3 : 3/3 = 1)
donc pour garder l'égalité des deux membres on multiplie les deux membres par 3 :
(x/12)*3 = (r1/3)*3 = r1

calculs élémentaires sur les fractions. (cours de 5ème, révisé en 4ème)

nota : les règles "on passe un truc d'un membre dans l'autre" sont cause de trop nombreuses erreurs
il faut les oublier
les seules opérations valides avec des égalités sont :

- on peut ajouter une même quantité aux deux membres (ou retrancher)
- on peut multiplier les deux membres par une même quantité non nulle (ou diviser)

rien d'autre.

ta division au lieu d'une multiplication vient certainement de ces règle fausses "passer un truc d'un membre à l'autre" (fausses si on ne sait pas les appliquer correctement, comme c'est piègeux il ne faut en fait jamais les utiliser)

Posté par
Regulus
re : Cônes 23-09-14 à 20:08

OKK!
Je vous remercie de votre réponse rapide et claire mais j'ai toujour un problème est ceci est la base du calcul que vous m'avez donné.

Pourquoi r1/3?

Je sais que rayon de base est 3 cm mais je ne comprends toujours pas.

Sinon encore merci, c'est gentil de me donner de votre temps pour m'aider!

Posté par
mathafou Moderateur
re : Cônes 23-09-14 à 23:04

déjà dit. Thalès.

le triangle S1O1A et la parallèle I1B à O1A

\dfrac{S_1I_1}{S_1O_1} = \dfrac{I_1B}{O_1A} {\color[RGB]{150,150,150} = \dfrac{S_1B}{S_1A}}

(le truc grisé n'est pas utilisé)

et on se contente de remplacer par ce qu'on connait :
S1I1 par x (énoncé)
S1O1 par 12 (énoncé)
I1B par r1 (énoncé, c'est ce qu'on cherche)
et O1A par 3 (le rayon du cône, énoncé)

Posté par
Regulus
re : Cônes 24-09-14 à 07:32

Okk!Je comprends mieux là!

Je vous remercie encore une fois!

P.S:Merci Thalès ^^!

Posté par
Regulus
re : Cônes 24-09-14 à 15:05

Bonjour!

Voici la réponse du 2 que j'ai trouvé:r1=X/4  r2=12-X/4

π(r1)² + π(r2)² < (27π)/4

D'abord je simplifie par π, ce qui me donne:

(r1)² + (r2)² < 27/4

(x/4)² + ((12-x)/4)² -27/4 <0

x²/16 + x² -24x +121 /16 -27/4<0

(2x²-24x+121)/16 -27/4 < 0

(2x²-24x+121)*4 -16*27 /16*4<0

8x²-96x +484 -432 /64 <0

8x²-96x +52 /64 <0

Je multiplie par 64 pour supprimer le dénominateur:

512x²-6144x+3328<0

Je suis sûr à 99% que c'est faux mais je ne trouve pas l'erreur .Vous pouvez me dire d'où reprendre le calcul ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Cônes 24-09-14 à 15:22

parce que 12² ne fait pas 121 mais 144 ?

(quelques parenthèses oubliées et laissées à l'imagination du lecteur, mébon ..)

de plus la réduction au même dénominateur ici est farfelue ...

Citation :
(2x²-24x+144)/16 -27/4 < 0 OK en remplaçant 121 par 144

(2x²-24x+144)*4 -16*27 /16*4<0

(surtout que l'absence de certaines parenthèses obligatoires la rend illisible)
mais bon en interprétant librement, c'est "bon" tout de même
il est d'usage de choisir comme dénominateur commun le PPCM des dénominateurs. ici le PPCM de 16 et 4 c'est 16 !
pas 16*4
(bon, on pourra toujours simplifier ensuite par des facteurs superflus, mais bof ...)

Citation :
Je multiplie par 64 pour supprimer le dénominateur:
faux tu viens de multiplier par 64²

au final simplifier en redivisant par le PGCD des coefficients... (ils sont tous pairs, donc simplifier par au moins 2)

Posté par
Regulus
re : Cônes 24-09-14 à 16:33

Bonjour!

(r1)² + (r2)² < 27/4

(x/4)² + ((12-x)/4)² -27/4 <0

x²/16 + (x² -24x +144)/16 -27/4<0

(2x²-24x+144)/16 -(27*4)/4*4<0

(2x²-24x+144)/16 -108/16<0

(2x²-24x+36)/16<0

Et là puisque j'ai pas le droit de multiplier par 16, je bloque!Ou bien je fais le delta de 2x²-24x+36(=x²-12x+18) ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Cônes 24-09-14 à 16:52

Citation :
Et là puisque j'ai pas le droit de multiplier par 16

ah bon? et simplifier par 2 non plus tu n'as pas le droit ?

dans ton calcul précédent ce n'est pas que tu n'avais pas le droit (de multiplier par 64) mais que tu le faisais mal.

A/16 < 0
équivaut à (en multipliant les deux membres par la même quantité positive 16)
(A/16)*16 < 0*16

et (A/16)*16 = (A*16)/16 = A*(16/16) = A (calculs élémentaires sur les fractions)
A/16 < 0 est donc équivalente à A < 0

par ailleurs 2x²-24x+36 n'est pas "égal" à x²-12x+18

l'équation 2x²-24x+36 = 0 est équivalente à cette autre équation x²-12x+18 = 0
ce n'est pas pareil

(et de même l'inéquation 2x²-24x+36 < 0 est équivalente à cette autre inéquation x²-12x+18 < 0)

et oui, l'étape suivante va consister à calculer etc

Posté par
Regulus
re : Cônes 24-09-14 à 17:05

Ok!Je comprends un peu mieux là (encore un peu sombre mais à force de relire je comprendrais ^^)!

Donc je résous delta sans m'occuper du dénominateur.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Cônes 24-09-14 à 17:09

tu as multiplié les deux membres de ton inégalité par 16, il n'y a plus de dénominateur du tout !
il ne reste que le numérateur tel quel (et pas multiplié une deuxième fois par 16, ton erreur précédente)

Posté par
Regulus
re : Cônes 24-09-14 à 17:24

ok!Par contre je comprends pas ce ...non, c'est bon j'ai compris
Je vous remercie encore et toujours pour votre aide je post ma réponse après mangé!

Posté par
Regulus
re : Cônes 24-09-14 à 18:46

Re!

Voilà mon résultat:

Delta=72

x1=6+3√2
X2=6-3√2

27/4 =6,75

x1 > 27/4 Donc impossible

x2 < 27/4 donc c'est la bonne solution!

Je sais pas si c'est bon.Et je ne pense pas que le tableau de signes soit utiles dans ce cas ci (bien sûr je peux me tromper(la plupart du temps ^^')).

Posté par
mathafou Moderateur
re : Cônes 24-09-14 à 18:57

heu ???

x1=6+3√2
X2=6-3√2 OK

ensuite le signe du trinôme
x² - 12x + 18 < 0

il est négatif entre les racines (vu que "a" est >0)
donc pour 6-3√2 < x < 6+3√2
point final.

je me demande bien ce que vient faire ton "27/4" là dedans ni ce qu'il représente ...

Posté par
Regulus
re : Cônes 24-09-14 à 19:02

27/4 représente ma bêtise



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