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Chalutier

Posté par
Noeudpap
15-02-24 à 17:05

Bonjour ,
J'ai un devoir maison à rendre.
J'ai besoin d'un peu d'aide sur une étude de signe s'il vous plaît.

Énoncé:
Lors de sa sortie en mer, un pêcheur fait une découverte et est pressé de raconter cela à sa famille. Il veut donc rentrer le plus vite possible chez lui.
Son chalutier se trouve au point C ,à10 km du point B le plus proche de la côte et sa maison au point A, à 15 km de B sur la côte.
On suppose la côte rectiligne et la dérivée du courant nulle.
En quel point M de la côte, le pêcheur devra t-il accoster ?

Données: vitesse de marche du pêcheur : 5km/h et vitesse du chalutier 9km/h.

Ma production :
On pose x=BM
CM=Rac(x^2 + 100)
MA=15-x
Temps mis par le chalutier t1=(Rac(x^2 + 100))/9
Temps mis par le pêcheur à pied
T2=(15-x)/5=3-(x/5)

Temps total T(x)= t1+t2
X appartient à [0;15] et T dérivable sur cet intervalle donc T'(x)=5x-9 Rac(x^2 + 100)/(45 Rac(x^2 + 100)).
Pour tout x appartenant à [0,15] , dénominateur >0 donc T' dépend du signe du numérateur mais là problème …
J'obtiens après résolution , 5x>9 Rac(x^2 + 100)
<=> 25/81 x^2>x^2 +100
<=>0>56/81 x+ 100 ?

Je vous remercie pour votre lecture et pour votre aide à nouveau.

Chalutier

Posté par
hekla
re : Chalutier 15-02-24 à 17:20

Bonjour

Comment passez-vous de :

\dfrac{25}{81} x^2>x^2 +100 \ $à $0>\dfrac{56}{81} x+ 100 ?

Posté par
Noeudpap
re : Chalutier 15-02-24 à 17:27

Alors si je ne me trompe pas ,
Je soustrais de part et d'autre de l'inégalité par -24/86 x ^2
En mettant au même dénominateur ,
J'obtiens 0> (81-25)x^2 / 81 + 100
<=> 56/81 x^2 + 100

Merci de votre aide

Posté par
hekla
re : Chalutier 15-02-24 à 17:38

On est bien d'accord, vous aviez juste oublié un carré et maintenant d'écrire l'inéquation.

T'(x)>0 \iff \dfrac{56}{81}x^2 +100<0

Par conséquent T'(x) <0

Ne manque-t-il pas une donnée  ?  Car la solution évidente est d'aller à sa maison en bateau.

Posté par
Noeudpap
re : Chalutier 15-02-24 à 17:44

Je ne comprend pas votre conclusion. Cette inéquation possède des solutions ??

Pas de données manquantes non.

Posté par
hekla
re : Chalutier 15-02-24 à 18:01

La dérivée est toujours négative donc la fonction est décroissante sur [0~;~15]

Il en résulte que T(0) >(T(15).

S'il n'y a pas de problème pour que le bateau puisse s'amarrer à la maison. C'est bien à cet endroit qu'il faut le faire.  9>5  en se déplaçant à la vitesse de 9 km/h en bateau, il mettra moins de temps qu'en accostant en un point quelconque de [AB], il aurait alors un chemin à parcourir à pied à une vitesse moindre.  Il en résulte que, s'il n'y a pas une contrainte supplémentaire, on va directement à la maison en bateau. On n'a alors que faire des calculs.

Posté par
Noeudpap
re : Chalutier 15-02-24 à 18:08

Merci pour votre réactivité mais ces l'inéquation qui me dérange …
Cette inéquation sur l'intervalle considérée n'est jamais négative …

Posté par
hekla
re : Chalutier 15-02-24 à 18:25

Ah !!

Temps mis pour parcourir  CM : t_1(x)= \dfrac{\sqrt{100+x^2}}{9}

Temps mis pour parcourir MA t_2(x)=\dfrac{15-x}{5}

Temps mis pour parcourir CA en passant par M

T(x)=t_1(x)+t_2(x) =  \dfrac{\sqrt{100+x^2}}{9}+\dfrac{15-x}{5}

On étudie la fonction T

T'(x)=\dfrac{5x-9\sqrt{100+x^2}}{45\sqrt{100+x^2}}

Sachant que le dénominateur est toujours strictement positif, T'(x) est du signe du numérateur

Signe de  5x-9\sqrt{100+x^2} ?

C'est bien ce qui a été fait et on a dit que c'était toujours négatif.

Posté par
hekla
re : Chalutier 15-02-24 à 18:35

T'(x)<0 \iff  5x-9\sqrt{100+x^2}<0 \iff \sqrt{100+x^2}> \dfrac{5}{9}x

x>0 en élevant au carré 100+x^2>\dfrac{25}{81}x^2

Ce qui équivaut à 100+\dfrac{81-25}{81}x^2 >0

Cette inéquation est toujours vraie dans \R^+

Posté par
hekla
re : Chalutier 15-02-24 à 18:49

Vous avez un problème quasiment identique ici
Probleme ouvert
à la différence que sur terre, il va plus vite à vélo qu'en bateau.
  Là, il a bien intérêt à accoster avant la maison.

Posté par
Noeudpap
re : Chalutier 15-02-24 à 19:50

Merci beaucoup

Posté par
hekla
re : Chalutier 15-02-24 à 19:56

De rien

Si vous avez besoin d'autres indications, n'hésitez pas.

Posté par
Noeudpap
re : Chalutier 15-02-24 à 20:10

Oui une petite dernière …
Vous résolvez T'< Mais pourquoi pas. > .
J'ai l'impression que ça ne fonctionne pas….
Je suis têtu desole …

Posté par
hekla
re : Chalutier 15-02-24 à 20:23

On est dans le principe du tiers exclu, une expression est soit positive, soit négative
  j'ai choisi <0  et j'ai trouvé : toujours
si j'avais choisi >0 alors la réponse aurait été  : jamais
C'est pour cela qu'il n'est pas nécessaire de faire les deux cas.
On peut choisir au hasard de prendre l'un ou l'autre. Ce serait redondant de faire les deux.

Posté par
Noeudpap
re : Chalutier 15-02-24 à 21:25

C'est plus clair !!!!!! Merci bonne soirée

Posté par
hekla
re : Chalutier 15-02-24 à 21:26

De rien
Bonne soirée

Posté par
tetras
re : Chalutier 16-02-24 à 19:31

bonjour
j'ai une question
pour calculer la dérivée on n'est pas obligé de mettre la somme des deux temps au même dénominateur?

on peut laisser f'(x)=\frac{1}{9}\frac{x}{\sqrt{100+x^{2}}}+\frac{1}{5x^{2}}
toujours positif sur +

Posté par
hekla
re : Chalutier 16-02-24 à 19:54

Bonsoir

la dérivée que vous avez écrite est fausse pour le second terme  

Vous aviez à dériver \dfrac{15-x}{5}. Comment pouvez-vous trouver \dfrac{1}{5x^2}

Bien sûr, si l'on peut déterminer le signe de l'expression sans calcul, autant le faire.



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