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[1S] DM MATH (Une aire maximale)

Posté par
JazzBEBOP
02-01-19 à 23:35

Bonjour,
Pour mon DM de MATH (1ère S), je bloque sur la 3ème question de cette exercice.

Voici l'énoncé :
On considère le cercle Z de diamètre RS et de centre O, avec RS = 4
Pour tout point M de [OS], on trace la perpendiculaire à (RS) passant par M qui coupe le cercle en B et C.
On note x = OM et f(x) l'aire du triangle OBC

F est défini sur [0;2]
3. Démontrer que f(x) = x 4-x²
Je ne sais pas comment démontrer cette égalité.

Pour le moment, la fonction f devant être égale à l'aire de OBC, j'ai utilisé la formule de l'aire d'un triangle :
f(x) = (BC*x)/2

Et donc je ne sais pas comment démontrer que :
(BC*x)/2 = x(4-x² )

Je ne sais pas si c'est mon f(x) qui est faux, ou si je n'arrive juste pas à démontrer.

Pouvez vous m'aider ?
Merci d'avance !

[1S] DM MATH (Une aire maximale)

Posté par
LeHibou
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 02-01-19 à 23:41

Bonsoir,

Dans le triangle OMB tu connais OM et 0B, Pythagore te permet de trouver MB, tu en déduis la surface de OMB.

Posté par
JazzBEBOP
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 03-01-19 à 11:11

LeHibou @ 02-01-2019 à 23:41

Bonsoir,

Dans le triangle OMB tu connais OM et 0B, Pythagore te permet de trouver MB, tu en déduis la surface de OMB.


Bonjour,

Merci, je n'avais pas pensé à ça  !
En commençant à écrire le théorème de Pythagore, j'ai réussi à revenir a la fonction f(x) avec laquelle je dois démontrer l'égalité!

Merci encore !

Posté par
LeHibou
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 03-01-19 à 23:15

A ton service !

Posté par
JazzBEBOP
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 05-01-19 à 21:18

Re-bonjour,

la question suivante du même exercice me pose aussi problème !
Voici la question :
Démontrer que f(x)-m = \sqrt{4x²-x^{4}}-m, en utilisant la valeur de m trouvée à la question 2 (c'est à dire m=2).

J'ai déjà essayé de plusieurs façon, mais je ne voit pas comment faire ?

Quelqu'un a une piste ?

Merci d'avance !

Posté par
LeHibou
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 05-01-19 à 22:33

C'est pas clair, ton histoire.

Repartons de la forme de f(x) que tu as trouvée :
f(x) = x(4-x²)
Le terme x étant 0, tu peux le "faire rentrer sous la racine", il devient x², et tu as donc :
f(x) = (x²((4-x²))
f(x) = (4x²-x4)
Et donc, pour toute valeur de m, et pas seulement m = 2, tu as effectivement :
f(x) - m = (4x²-x4) - m

J'ai l'impression que tu ne transcris pas la totalité de ton énoncé, mais seulement ce que tu crois en avoir compris, et ça peut prêter à confuion...

Posté par
JazzBEBOP
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 05-01-19 à 23:45

Merci !
C'est un peu près ce que je pensait, mais je ne savait pas comment justifier le x dans la racine.

J'ai bien recopié exactement l'énoncé, mais il a avait effectivement d'autres questions dans cet exercice que je n'ai pas copié !

J'ai une toute dernière question :
Enoncé :
Transformer f(x)-m en utilisant sa quantité conjuguée pour montrer que f(x) -m <= 0 sur I (I= [0;2])

Je n'ai jamais vu la quantité conjuguée, mais j'ai trouvé qu'il fallait simplement inverser le signe entre deux racines.
Pourtant, dans f(x), il n'y a qu'une seule racine !
Dois-je tranformer \sqrt{4x²-x^{4}} en \sqrt{4x²+x^{4}} ?

Posté par
LeHibou
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 06-01-19 à 00:22

Non, la quantité conjuguée de f(x)-m c'est f(x)+m
il faut écrire :
f(x)-m = \frac{(f(x)-m)(f(x)+m)}{f(x)+m}
f(x)-m = \frac{f²(x)-m²}{f(x)+m}
Tu calcules le numérateur et tu étudies son signe
Tu étudies également le signe du numérateur
Tu conclus

Posté par
JazzBEBOP
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 06-01-19 à 12:57

LeHibou @ 06-01-2019 à 00:22

Non, la quantité conjuguée de f(x)-m c'est f(x)+m
il faut écrire :
f(x)-m = \frac{(f(x)-m)(f(x)+m)}{f(x)+m}
f(x)-m = \frac{f²(x)-m²}{f(x)+m}
Tu calcules le numérateur et tu étudies son signe
Tu étudies également le signe du numérateur
Tu conclus


Je ne sais pas comment calculer le numérateur car c'est une fonction !
J'ai tracer la courbe du numérateur dans géogébra pour trouver son signe

Je dois trouver le signe du numérateur, puis du dénominateur, afin de trouver le signe de cette fraction ?

[1S] DM MATH (Une aire maximale)

Posté par
LeHibou
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 06-01-19 à 20:04

On va se calmer

Le numérateur est :
N(x) = f²(x) - m²
= 4x²-x4-m²
= -x4+4x²-m²
Posons x² = X, le numérateur s'écrit :
Num(X) = -X²+4X-m²
C'est un polynôme de degré 2, tu peux en étudier le signe selon les valeurs de m et de X et te ramener ensuite aux valeurs de x

Quand ou dénominateur, tu as :
N(x) = f(x)+m
f(x) est une racine, donc toujours positive

Tu n'as pas précisé le domaine de m, donc je ne peux rien en dire de plus

C'est toujours le même problème déjà évoqué plus haut :

ENONCE INCOMPLET, REPONSES PARTIELLES

Posté par
JazzBEBOP
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 06-01-19 à 20:43

LeHibou @ 06-01-2019 à 20:04

On va se calmer

Le numérateur est :
N(x) = f²(x) - m²
= 4x²-x4-m²
= -x4+4x²-m²
Posons x² = X, le numérateur s'écrit :
Num(X) = -X²+4X-m²
C'est un polynôme de degré 2, tu peux en étudier le signe selon les valeurs de m et de X et te ramener ensuite aux valeurs de x

Quand ou dénominateur, tu as :
N(x) = f(x)+m
f(x) est une racine, donc toujours positive

Tu n'as pas précisé le domaine de m, donc je ne peux rien en dire de plus

C'est toujours le même problème déjà évoqué plus haut :

ENONCE INCOMPLET, REPONSES PARTIELLES

Merci pour ces explications !
Ce n'était pas si compliqué, mais je n'y avait pas pensé.

Domaine de m = [0;2]

Je vais faire plus attention à n'oublier aucun détail.

[1S] DM MATH (Une aire maximale)

Posté par
LeHibou
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 07-01-19 à 00:06

Avec m dans [0;2] on est déjà tranquilles pour le dénominateur, sauf dans le cas x = 0 et m = 0, mais dans ce cas on peut directement revenir à f(x)-m = 0

Reste à étudier le numérateur, que tu peux étudier directement, mais il y a un problème, car ça ne marche pas !
Par exemple, pour x = 2, donc X = 2, et m = 0, on a :
-X²+4X-m² = -4+8 = 4 > 0

Et ça se voit même avec l'expression en x :
f(x)-m = (4x²-x4)-m
pour x = 2 et m = 0, tu as :
f(2)-0 = (4x2-4) - 0 = 4-0 = 2 > 0

Donc il semble y avoir encore une erreur dans ton énoncé...

Posté par
JazzBEBOP
re : [1S] DM MATH (Une aire maximale) 07-01-19 à 17:54

LeHibou @ 07-01-2019 à 00:06

Avec m dans [0;2] on est déjà tranquilles pour le dénominateur, sauf dans le cas x = 0 et m = 0, mais dans ce cas on peut directement revenir à f(x)-m = 0

Reste à étudier le numérateur, que tu peux étudier directement, mais il y a un problème, car ça ne marche pas !
Par exemple, pour x = 2, donc X = 2, et m = 0, on a :
-X²+4X-m² = -4+8 = 4 > 0

Et ça se voit même avec l'expression en x :
f(x)-m = (4x²-x4)-m
pour x = 2 et m = 0, tu as :
f(2)-0 = (4x2-4) - 0 = 4-0 = 2 > 0

Donc il semble y avoir encore une erreur dans ton énoncé...


D'accord, c'est aussi ce que j'avais remarqué !
Je n'ai plus le temps de revoir ça, et de toute façon ce n'est qu'une toute petite partie d'un DM qui n'est que très légèrement noté !
Merci beaucoup pour ton aide !



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