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Dérivation globale n°2

Posté par
Galaxy974
27-03-20 à 15:58

Bonjour,
J'aurais besoin d'un peu aide pour cet exercice s'il vous plaît :
Compétence: Modéliser
Quelles doivent être les dimensions d'un rectangle dont l'aire est égale à 64 cm² pour que son périmètre soit minimal ?
Merci d'avance !

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale 27-03-20 à 16:05

Bonjour,

Appelons L et l la longueur et la largeur du rectangle.
Formules de l'aire et du périmètre d'un rectangle ?

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale 27-03-20 à 16:07

Aire : L*l
Périmètre : (L+l)*2

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale 27-03-20 à 16:10

Ok.
Tu connais déjà une info sur ton aire, quelle est-elle ?

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale 27-03-20 à 16:11

L*l = 64 cm²

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale 27-03-20 à 16:17

Ok.
A présent, isoles L (ou l, au choix) puis remplaces cela dans la formule du périmètre.

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale 27-03-20 à 16:29

L = 64/l

(L+l)*2
<=> (64/l + l )*2 ?

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale 27-03-20 à 16:39

Ok. Tu peux éventuellement développer...

A présent, tu as donc ta fonction à étudier !
Calcul de la dérivée, signe de la dérivée, variations...

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale 27-03-20 à 16:40

Au développement j'ai 128/l + 2l

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale 27-03-20 à 16:44

Donc  sa dérivée est -128/x² + 2 ?

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale 27-03-20 à 16:49

Ne changes pas de lettre lors du calcul de ta dérivée.
Tu as du "l" avant le calcul, tu dois obtenir du "l" à l'arrivée !

Peut être réduire sous le même dénominateur... ??

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale 27-03-20 à 17:06

Ah oui pourtant j'ai écrit l sur ma feuille...erreur de frappe !
J'ai voulu mettre sous le même dénominateur mais quand je fais je trouve le même résultat

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale 27-03-20 à 17:14

Si je te demande de tout mettre sous le même dénominateur, c'est que par la suite il est plus simple d'en étudier le signe...

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale 27-03-20 à 17:18

128/l + (2l*l)/l = 128/l + 2l² / l = 128+2l  ??

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale 27-03-20 à 17:31

Non.
C'est un l² au dénominateur...
-128/l² + 2 = -128/l² + 2l² / l² = ...

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale 27-03-20 à 17:39

=(-128+2x²)/x²

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale 27-03-20 à 17:47

Des "l" à la place des "x", sinon c'est OK.
A présent tu peux étudier le signe de cela.

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale 28-03-20 à 08:43

Quand on calcule le discriminant pour le 1er facteur -128+2l² ,  =1024
>0, il y a donc deux racines réelles l1=8 et l2=-8

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 10:30

Ok pour les solutions.
Donc ici, tu vois qu'une de ces 2 solutions va principalement t'intéresser... laquelle ?
Après tu devras vérifier que cette solution là est bien un minimum de la fonction (et ça c'est en dressant la tableau de variation...)

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 10:32

Citation :
cette solution là est bien un minimum


enfin, je veux plutôt dire "admet un minimum en cette solution là..."

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 10:34

Celle qui est positive donc l1 non ? Parce que la largeur ne peut pas être négative

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 10:48

Oui, on garde uniquement l1 = 8 puisqu'une largeur ne peut pas être négative.
Maintenant, il faut revenir à la question principale : la recherche du minimum.

Il te reste à vérifier que cette solution admet bien un minimum. Pour cela, il faut avoir dressé la tableau de variation.

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 10:52

Mais j'ai besoin d'un ensemble de définition ?

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 11:22

Tu sais qu'une largeur est toujours positive, tu peux travailler sur l'intervalle [0;+infini[

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 11:34

Mais je ne dois pas m'intéresser au deuxième facteur l² ?

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 11:45

Quelle est le signe du dénominateur l² ?
Ici, ce qui va plus nous intéresser c'est le signe du numérateur -128 + 2l²...
Signe de "a" à l'extérieur des racines et de "-a" à l'intérieur ne te dit rien... ?

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 11:49

Le signe est + car un carré est toujours positif
Si bien sûr mais comme on ne doit pas mettre la valeur l2=-8 le signe à l'extérieur de 8 sera + ?

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 11:52

Tu commences de x=0 !
Donc quelle est le signe de f' sur l'intervalle [0;8] ? Puis sur [8;+infini[ ?

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 12:01

Le signe de f' sur [0;8] est - et le signe sur [8;+] est +  

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 12:13

Oui, et donc quelles sont les variations de la fonction f ?

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 12:35

Le minimum est de 32 atteint pour x=8

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 13:20

Oui.
En résumé, pour que le périmètre soit minimal, il faut que la largeur du rectangle soit égale à 8 cm.
A savoir le cas bien particulier où le rectangle s'avère être un carré de 8 cm de côté...

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 14:20

Ah donc il faut que le rectangle ait une longueur et une largeur de 8 cm pour que son périmètre soit minimal

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 14:32

Le tableau est correct ?

Dérivation globale n°2

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 14:38

Oui, et comme je l'ai dit plus tôt, ton rectangle devient un carré ! (puisque la longueur et la largeur sont égales...).
Le périmètre du carré étant alors donné par la formule : 4*côté = 4*8 = 32 cm, c'est d'ailleurs ce que tu as trouvé !

D'ailleurs, la réponse est cohérente, car un carré est simplement un rectangle qui possède des propriétés en plus (en particulier les côtés de même longueur...)

Et par ailleurs, tu pourras tester n'importe rectangle, on vérifie facilement que le périmètre calculé sera plus grand que 32 cm. (avec bien sûr la condition que l'aire soit égale à 64 cm²)

Par ex : Un rectangle de 4 cm de largeur et de 16 cm de longueur.
L'aire est bien égale à 4*16 = 64 cm²
Mais le périmètre est égale à 2*(4+16) = 2*20 = 40 > 32.

Posté par
fenamat84
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 14:42

Ton tableau de variations est correct.
D'ailleurs la valeur 0 est une valeur interdite (car on ne peut pas diviser par 0)
Il devrait alors avoir une double barre verticale pour x=0.

Posté par
Galaxy974
re : Dérivation globale n°2 28-03-20 à 14:52

Effectivement
Merci énormément pour votre aide !

Posté par
m0umouh
re : Dérivation globale n°2 04-05-20 à 16:39

Bonjour, comment avez-vous fait pour calculer le discriminant ? Sachant qu'il faut que la fonction soit de la forme ax²+bx+c ?

Posté par
Priam
re : Dérivation globale n°2 04-05-20 à 17:12

- 128 + 2I² est un trinôme incomplet, du type ax² + bx + c  avec  b = 0 .
Mais, dans un tel cas, le calcul du discriminant est inutile. On obtient directement les racines en écrivant
x² = - c/a , d'où  x = (- c/a).
Dans le cas présent :
2I² = 128 , d'où  I = 8 .

Posté par
m0umouh
re : Dérivation globale n°2 04-05-20 à 17:55

Merci pour la réponse !



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