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Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique

Posté par
physicien
28-10-06 à 16:12

Bonjour à tous,
Je recherche un peu d'aide pour un exercice que je n'arrive pas a résoudre à partir du 2).

Exercice :

1) On dépose une bille sphérique de rayon 5cm dans un récipient cylindrique de diamètre 16cm et contenant V0 cm3 d'eau. La surface de l'eau est tangente à la bille. ( l'eau arrive à une hauteur de 10cm sur le schéma )
Calculer le volume V0 d'eau contenu dans le récipient.

2) Pour les billes sphériques de rayon x cm, avec 0<x<=8(inférieur ou égale à 8), plongées dans le récipient contenant V0 cm3 d'eau, on se propose de savoir si la bille dépasse ou non de la surface de l'eau. On note V(x) le volume d'eau, en cm3, nécessaire pour recouvrir exactement la bille et on note f(x)= V(x)- V0
a) Vérifier que f(x) = 4/3 (-x3 + 96x -355)
b) Démontrer que pour tout x ]0;8[ , f(x) = 4/3 (x-5)(ax²+bx+c) où a,b,c sont des réels à préciser.
c) Existe t-il une valeur x0 de x , autre que 5 pour laquelle il y a affleurement ? Si oui , déterminer l'arrondi au dixième de x0.
d) Déterminer le signe de f(x), à l'aide d'un tableau de signes.
e) En déduire les valeurs de x, pour lesquelles les billes sont recouvertes par l'eau, et celles pour lesquelles les billes sortent de l'eau.

Voilà l'exercice pour lequelle je n'arrive pas à résoudre le 2) mais pour le 1) je trouve 785,4 cm3 ( est cela ? )

   Merci beaucoup à tous ceux qui répondront.

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 29-10-06 à 07:58

Bonjour,

Je ne trouve pas comme toi à la première question (je trouve 1 487 cm3 environ).

La question 2a) se traite exactement comme la première ; la seule différence est que le rayon de la sphère est maintenant x cm au lieu d'être 5 cm ; bien sûr la hauteur de l'eau qui permet dans ce cas de recouvrir tout juste la sphère n'est plus 10 cm

Pour la question 2b) cette écriture avec (x-5) en facteur t'indique que pour x = 5 on a f(5) = 0 et donc il te suffit de vérifier que 5 est bien racine de -x3 + 96x -355 = 0

La suite ressemble beaucoup à un exercice de maths classique...

Posté par
physicien
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 29-10-06 à 13:06

Merci beaucoup "Coll", j'ai réussi entièrement l'exercice.

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 29-10-06 à 13:19

Je t'en prie
A une prochaine fois !

Posté par
help1
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 31-10-06 à 12:43

escusez moi mais j'ai eu le meme exercice et meme avec les les explications, je ne comprend pas ... si quelqu'un pouvait m'aider s'il vous plait

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 31-10-06 à 13:34

Bonjour et bienvenue sur l' puisque c'est ton premier message !

Tu as certainement déjà été lire ces deux textes :
Mode d'emploi du forum : [lien]
Les questions fréquentes liées à l'utilisation des forums : [lien]
(clique sur les maisons pour accéder à ces pages). Si tu ne l'as pas fait ce serait bon que te le fasses, tu y apprendras de nombreuses choses utiles.

Qu'as-tu fait de l'exercice ? Pour t'aider il faut que nous sachions ce que tu as déjà fait et où tu as des difficultés...

Posté par
help1
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 31-10-06 à 14:03

merci beaucoup pour l'aide.
Ensuite de l'exercice, j'ai deja fait la 1ere partie et j'ai trouver la bonne reponse. Les problemes arrivent a partir de la question 2, a)

Posté par
help1
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 31-10-06 à 14:35

J'ai reussi a trouver f(x) = 4/3  (-x3 + 96x)
Mais il me manque le "-355"

Posté par
help1
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 31-10-06 à 15:16

pour le 2. a) j'ai fais:
V(x)= R2h = (82)(2x)
    = (128x)

et Vo = 4/3x3

donc f(x)= (128x) - 4/3x3
     f(x)= 4/3(96x-x3)

mais il me manque toujours "-355"

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 31-10-06 à 15:44

Re - bonjour,

L'île est ainsi : parfois il faut attendre ; je n'étais pas connecté...
Ta difficulté est facile à résoudre c'est juste une question de lecture de l'énoncé.

Tu dis avoir trouvé V0
V0 = .82.10 - (4/3)..53
(ce qui fait 1 487 cm3)

Tu as correctement calculé V(x) mais tu l'as appelé f(x). Là est ta petite erreur...

V(x) = .82.2.x - (4/3)..x3

et donc

f(x) = V(x) - V0 = (4/3)..(-x3 + 96.x - 355)

D'accord ?

Posté par
help1
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 31-10-06 à 15:51

ah oui effectivement je pouvais toujours chercher ... merci beaucoup (je l'aurais peut etre trouver dans une semaine)

Posté par phnx77 (invité)probleme avec le meme exo pour un dm 01-11-06 à 15:50

Bonjour je suis debutant sur ce forum que je trouve d'ailleurs très bien et je souhaiterai si possible avoir plus d'explication pour la question 2.b).Sinon pour les questions d'avant impecable, je pe meme fournir d'otre explications à ceux ki le veulent.Mon dm est a rendre pour bientôt alors une explication dans les plus brefs delais de la question 2.b) ne serait pas de refus.
En vous remerciant d'avance.

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 01-11-06 à 19:40

Bonjour et bienvenue puisque tu es nouveau !

Tu as sans doute trouvé les pages importantes qu'il faut avoir lues pour être un membre averti de ce forum :
Mode d'emploi du forum : [lien]
Les questions fréquentes liées à l'utilisation des forums : [lien]
Je t'en conseille vivement la lecture.

Pour ta question :
Il est facile de vérifier que x= 5 est racine de -x3 + 96x -355 = 0
Puisqu'il en est ainsi il est possible de mettre x-5 en facteur (et quand x = 5 le produit est bien nul ! )
Il y a différentes méthodes pour le faire :
Ou bien diviser -x3 + 96x -355 par x - 5

Ou bien, si on ne sait pas faire cette division, on peut simplement identifier
-x3 + 96x -355 = (x - 5)(ax2 + bx + c)
= ax3 + (b - 5a)x2 + (c - 5b)x - 5c
L'identification est simple à faire

Posté par phnx77 (invité)tjrs moi 01-11-06 à 19:46

Encore merci coll pour cette superbe explication, grâce à toi j'ai compris cette partie de l'exercice!J'ai même réussi à faire tout l'exercice à part la 2.c) ou je bloque alors un peu d'aide ne serait pas de refus une nouvelle fois.
Merci d'avance.

Posté par phnx77 (invité)re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 01-11-06 à 19:52

J'ai relu le mode d'emploi du forum et je me suis rendu compte que j'ai oublié de preciser ce que j'avais fait pour avoir de l'aide: pour la question 2.c)j'ai essayer en cherchant les racines du trinôme, je trouve comme racines 6.3 et -11.3 avec pour trinôme: -xcarré-5x+71 mais je pense avoir faux vu que je devrai trouver une des racines égale à 5?Ai-je raison?

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 01-11-06 à 20:27

C'est bien, tu mérites que l'on t'aide...
Tu as bien trouvé que
-x3 + 96x -355 = (x - 5)(-x2 -5x +71)

Si bien que les racines de
-x3 + 96x -355
qui sont difficiles à trouver, sont celles de
(x - 5)(-x2 -5x +71)
et là c'est facile :
une première racine (on s'y attendait) x = 5
une deuxième racine qui convient x = 6,3
et une racine négative qui n'a pas de signification physique

Donc tu as tout trouvé

Posté par
help1
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 01-11-06 à 20:48

je suis d'accord avec coll:

les racines de -x3 + 96x -355 sont bien : 6.3, -11.3 et 5:
car -x3 + 96x -355 = (x - 5)(-x2 -5x +71) donc:
~ la racine de (x - 5)est 5 (-> voila ton 5 phnx77)
~ et les racines de (-x2 -5x +71) sont 6.3 et -11.3
(-11.3, il faut l'eliminer puisqu'elle est negative)

et voila merci Coll pour toute ton aide (je suis prete a parier que tu connais le probleme par coeur maintenant et que va en rever la nuit)

Posté par cris01 (invité)Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 02-11-06 à 16:00

je ne comprend toujours pa comment on identifie les réels dans(ax²+bx+c)! aidez moi s'il vous plait!!

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 02-11-06 à 16:36

Bonjour,

-x3 + 96x - 355 = ax3 + (b - 5a)x2 + (c - 5b)x - 5c

a est le coefficient de x3, donc a =
Dès que l'on connaît a on en déduit b puisque le coefficient de x2 est nul
Pour c, ou bien on regarde le terme constant ou bien connaissant b et sachant que le coefficient de x est 96 on en déduit c. Le mieux est de faire les deux et de se vérifier.

Posté par
help1
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 02-11-06 à 16:41

on sait que:

-1x3 + 96x - 355 = ax3 + (b - 5a)x2 + (c - 5b)x - 5c

donc a = -1,
-5c = 355 (c est donc egal a 355/-5 = 71)
96 = c - 5b (et la tu trouves b)

et voila ...

Posté par cris01 (invité)Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 02-11-06 à 17:38

merci beaucoup! grâce à vous j'ai pu continuer mon DM! mais un autre problème se pose : je ne sais quoi mettre dans mon tableau de signe!

f(x)=-4/3pi(x-5)((x-5-rac309/-2)(x-5+rac309/-2))

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 02-11-06 à 17:46

Tu connais les racines de -x2 - 5x + 71
Donc il est facile de factoriser ce trinôme
Quand tu auras trois facteurs, le tableau de signe...

Posté par
help1
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 02-11-06 à 17:57

le tableau de signe, tu fais la premiere ligne avec (x - 5), la deuxieme avec (-x2 -5x +71) et la troisieme avec le tout ...

enfin je ne vais pas tout faire... je l'ai deja fais une fois ...

Posté par c dur (invité)fonctions polynome 03-11-06 à 20:24

bonjour j'aimerais qu'on m'aide à comprendre comment Coll a reussi à trouver à la question 2a) la hauteur 2x pour calculer v(x) merci!

Posté par
help1
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 03-11-06 à 21:14

"c dur"

Pour trouver 2x comme hauteur, c'est tres simple:
tu sais que le rayon de la bille c'est x et pour que la surface de l'eau touche juste le bord de la bille il faut que la hauteur de l'eau soit egale au diametre de la bille qui est egal a 2x.

donc en resume: hauteur de l'eau = diametre de la bille = 2 fois le rayon
et comme x = rayon alors hauteur = 2x

Posté par
Coll Moderateur
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 04-11-06 à 07:56

Bonjour help1,

Je lis régulièrement tes réponses : tu expérimentes ce qui est à mes yeux la meilleure manière de bien savoir quelque chose : l'expliquer à ceux qui ont des difficultés. Continue !

Posté par Sangokan (invité)re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 04-11-06 à 15:47

Je suis pas vraiment d'accord pour le tableau de signe :

la premiere ligne est 4/3 ( toujours positif )
la seconde ligne est alors (x-5)
la troisieme est -x²- 5x + 71

est la derniere le tout .

Posté par Sangokan (invité)re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 04-11-06 à 16:08

Aprés vérification il n'y a aucune influence sur les signes de f(x) en mettant ou non la colone 4/3 ; mais il ne faut pas le negliger .
Aufaite vous pourriez m'aider sur un exercice en rapport avec les polynômes traitant du rayon de la terre . Ce sujet a était posté il y a assez longtemps dans la partie '' physique '' ; je viens de faire un up car personne repond . mERCI

Posté par c dur (invité)bonjour! 08-11-06 à 19:21

merci à help1 pour ton explication.c'etait très simple mais j'ai voulu chercher compliqué.c'est gentil à toi de m'avoir repondu.Au revoir!

Posté par
surfactory83
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 12-11-07 à 20:07

Bonjour à tous j'ai le même dm à faire pour demain j'ai réussi à le faire mais un dernier détail me pose problème:

en effet dans la question e) "En déduire les valeurs de x, pour lesquelles les billes sont recouvertes par l'eau, et celles pour lesquelles les billes sortent de l'eau": je n'arrive pas à savoir si s'est quand f(x) est positif que la bile sort de l'eau ou alors quand f(x) est négatif que la bille sort de l'eau. En fait je n'arrive pas à visualiser la réponse et à expliquer pourquoi.
Si quelqu'un pourrait m'aider çà serait super sympa.
merci d'anvance.

Posté par
musicelsa
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 01-11-08 à 18:29

Bonjour a tous

j'ai moi aussi se même DM a faire et moi aussi je n'arrive pas comme surfactory83 a savoir quand est-ce que les billes sont recouvertent et quand elles ne le sont pas

Mersi

Posté par
musicelsa
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 02-11-08 à 11:37

En fait je ne sais même pas si mon tableau de signe est juste donc voila
Est-ce que quelqu'un pourez m'aider ??

Posté par
musicelsa
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 02-11-08 à 16:11

Il n'y a personne qui pourrait m'aider ??

Posté par
tistou10
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 03-11-09 à 15:55

quelqu'un pourrais m'aider pour la question 2)c) au plus vite merci

Posté par
1S2
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 03-11-09 à 16:51

est- ce que quelqu'un aurai la réponse a la e svp !!

Posté par
musicelsa
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 03-11-09 à 20:51

Pour la question 2.c)Il faut utiliser Delta et chercher les deux racines
Pour la question 2.e) il faut faire un tableau de signe

Posté par
moi-e-moi
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 06-12-09 à 21:01

salut a tous personnelement seule une qestion me pose probleme c'est la 2 a
en effet j'ai v(x)=.8^2.2x-(4/3).x^3
et v0=.8^2.10-(4/3).5^3
Mais je n'arrive pas a atteindre v(x)-v0=(4/3)(-x^3+96x-355)
enfin j'orais une petite question assez importante au niveau des tableaux des signes :
je doit le commencer à -avec -11,3 ou je le debute à 0 ??? merci

LES ^ representant les puissances

Posté par
musicelsa
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 06-12-09 à 21:27

Le rayon d'une bille ne peut être négatif donc ton tableau de signe commence à zéro

Posté par
moi-e-moi
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 06-12-09 à 21:42

merci on va mettre ça sur le coup de la fatigue ^^

Posté par
Ouch
re : Exercice fonction polinôme avec une bille sphérique 25-09-10 à 18:48

Bonjour,
Je tiens à vous remercier car grâce à vous j'ai pu bouclé mon DM or je n'ai pas compris quelquechose:
Comment peut-on passer de
Pi*(128*x) - (4/3*Pi*x^3)
   à
4/3*Pi(-x^3+96x-355)

Sachant que 4/3*128 = 170? mais que 3/4*128=96
Et que 4/3*(1420/3),De V(o), n'est pas égal à 355 mais que 3/4*(1420/3) est égal à 355
Merci d'avance



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