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Calculer l aire !?

Posté par DJ DAMS (invité) 28-12-04 à 15:52

Une bouée (en mer) a la forme ci contre (image en bas) :

Elle est composée d'un cone,d'un cylindre et d'une demi sphère soudées par leurs bases.

1. Calculez en fonction de x l'aire latérale S(x) du solide ainsi que son volume V(x)

2. Calculez les dimensions et la masse de la bouée en répondant aux conditions suivantes :

*volume de la bouée 1m3 ; poids minimal ;
*la bouée est construite en tole d'épaisseur 2mm ; la masse volumique de cette tole est 7.8 kg.dm-3

Je n'y arrive pas.
Pouvez vous m'aider ?
Merci a+
DAM

Calculer l aire !?

Posté par
isisstruiss
re : Calculer l aire !? 28-12-04 à 16:06

Je suppose que tu connais les formules les surfaces et volumes d'un cylindre, sphère, cône...

Tu as réussi le 1? Je te fais le cône comme exemple:
Aire=\pi rg avec r le rayon du cône et g la longueur latérale de la base au sommet du cône. Ici r=x et g=x\sqrt{2} donc
Aire=\pi x^2\sqrt{2}
Volume=\frac{1}{3}\pi r^2h où h est la hauteur du cône. Ici h=x, donc
Volume=\frac{1}{3}\pi x^3

Posté par DJ DAMS (invité)re : Calculer l aire !? 28-12-04 à 17:46

Pouvez vous me rappeler les formules.
Je n'ai pas réussi l'exercice 1 ni le 2 !
Aidez moi sil vous plait

Posté par
isisstruiss
re : Calculer l aire !? 28-12-04 à 18:01

Ok, alors pour le cylindre de rayon r et hauteur h on a
\text{Vol}_{cyl}=\pi r^2h et \text{Aire}_{cyl}=2\pi rh pour l'aire latérale uniquement.

Pour la sphère de rayon r on a
\text{Aire}_{sph}=4\pi r^2 et \text{Vol}_{sph}=\frac{4}{3}\pi r^3

Posté par DJ DAMS (invité)re : Calculer l aire !? 29-12-04 à 12:09

Bonjour,
Je ne m'en sort vraiment pas quelqu'un peut me mettre sur la voie ?
Je ne comprend rien !
Merci.
DAM

Posté par DJ DAMS (invité)re : Calculer l aire !? 29-12-04 à 19:33

Sil vous plait c trop dur j'ai réfléchi toute l'aprèmidi !
Pouvez vous me mettre sur la voie

Posté par
isisstruiss
re : Calculer l aire !? 29-12-04 à 20:54

Tu as trouvé les équations de la surface et le volume? Où est-ce que tu rencontres des problèmes?

Posté par DJ DAMS (invité)re : Calculer l aire !? 30-12-04 à 15:58

pr la question2 je ne sais pas fair

Posté par
isisstruiss
re : Calculer l aire !? 31-12-04 à 11:11

V_{bouee}(x,y)=\frac{1}{3}\pi x^3+\pi x^2y+\frac{2}{3}\pi x^3=\pi x^3+\pi x^2y
Comme on veut que le volume de la bouée soit 1, on peut exprimer y en fonction de x: \pi x^3+\pi x^2y=1\Rightarrow y=\frac{1-\pi x^3}{\pi x^2}=\frac{1}{\pi x^2}-x.

Pour l'aire on a A_{bouee}=\pi\sqrt{2}x^2+2\pi xy+2\pi x^2 on peut remplacer y:
A_{bouee}=\pi\sqrt{2}x^2+2\pi x\(\frac{1}{\pi x^2}-x\)+2\pi x^2=\pi\sqrt{2}x^2+\frac{2}{x}-2\pi x^2+2\pi x^2=\pi\sqrt{2}x^2+\frac{2}{x}

Si maintenant la bouée est creuse et a une épaisseur de 0.002m, la méthode exacte serait de calculer le volume occupé par le matériau le composant, c'est-à-dire V(x+0.002,y)-V(x,y), comme s'il y avait une bouée dans une bouée. Seulement ici je crois qu'on se contente d'une approximation, c'est-à-dire qu'on estime le volume de tôle étant la l'aire multipliée par l'épaisseur. Sous cette hypothèse on aimerait minimiser l'aire:
\(A_{bouee}\)^'=\(\pi\sqrt{2}x^2+\frac{2}{x}\)^'=2\sqrt{2}\pi x-\frac{2}{x^2} Ensuite on cherche les extréma de cette fonction: 2\sqrt{2}\pi x-\frac{2}{x^2}=0\Rightarrow x^3=\frac{1}{\pi\sqrt{2}}\Rightarrow x=\sqrt[3]{\frac{1}{\pi\sqrt{2}}}\approx 0.6\quad m

Je te laisse finir les calculs, il ne reste plus qu'à remplacer le résultat dans les différentes équations. J'espère que tu auras compris cette fois-ci.

Posté par DJ DAMS (invité)re : Calculer l aire !? 31-12-04 à 13:18

Merci :
Seulement une question : A partir du moment ou vous voulez minimiser l'air je n'ai pas compris la démarche et surtout le résultat final !
Pouvez vous m'aider a comprendre ?

Posté par
isisstruiss
re : Calculer l aire !? 31-12-04 à 13:23

Tu as appris à dériver?

Posté par DJ DAMS (invité)re : Calculer l aire !? 31-12-04 à 13:32

oui bien sur !

Posté par
isisstruiss
re : Calculer l aire !? 31-12-04 à 13:35

Alors je dérive la fonction A(x)=\pi\sqrt{2}x^2+\frac{2}{x}
puis après j'écirs A'(x)=0 pour trouver les extéma. Ensuite il faudrait vérifier qu'il s'agit bien d'un minimum et non pas d'un maximum... Pour ça soit tu regardes le signe de la dérivée seconde, soit tu fais un dessin, soit tu essaye quelques valeurs.

Posté par DJ DAMS (invité)re : Calculer l aire !? 02-01-05 à 12:44

Bonjour, je ne comprends pas ce que veut dire le 3 au dessus du "V" de v bizarre mon proffeseur nous en a pas parlé comment on calcue ? Expliquez moi SVP...

Posté par DJ DAMS (invité)re : Calculer l aire !? 02-01-05 à 14:16

Le chiffre 3 au dessus de la racine ???

Posté par DJ DAMS (invité)Racine carré ? 02-01-05 à 16:29

C'st koi le 3 au desus de la racine carré ?

*** message déplacé ***

Posté par
Nightmare
re : Calculer l aire !? 02-01-05 à 16:34

Pas de multi-post s'il te plais , un simple "up" fait remonter le topic .

\sqrt[3]{x} signifie racine cubique de x qui vérifie :
\sqrt[3]{x}^{3}=x

Pareillement :
\sqrt[4]{x} est la racine quatriéme de x vérifiant :
\sqrt[4]{x}^{4}=x

Et en généralisant :
\sqrt[n]{x} est la racine n-iéme de x vérifiant :
\sqrt[n]{x}^{n}=x

on note :
\sqrt{x} la racine 2-iéme ou racine carré de x et la racine 1ére de x est x lui même .


Jord

Posté par DJ DAMS (invité)re : Calculer l aire !? 02-01-05 à 19:03

Oui mais je ne l'ai pas vu ! Comment faire ? Mon proffeseur va me demander ou j'ai trouve ça ! Peut on remplacer par une expression que je connait ?
lorsque j'ai x3=***



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