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Enigme difficile: Perimetre ****

Posté par
Eric1
13-04-07 à 15:37

La JFF d'Estelle m'a inspiré: JFF : l'île en fleurs (*)

L'île des mathématiques est en fait un atoll assez particulier.  Il est composé d'une ile en forme de triangle equilatéral de coté a, entouré d'eau, qui est elle meme entourée d'une plage de sable fin dont la côte est un cercle de rayon b. Ces deux figures geometriques sont centrées.(voir figure)

Un navire (point rouge) veut faire un tour dans l'eau, en passant exactement à l'endroit où il est à égale distance des deux terres.

Question:
Quelle longueur parcourera t-il? (en fonction de a et b bien sûr)

P.S. je ne suis pas sûr d'avoir la bonne solution, il peut s'agir d'une approximation.

Enigme difficile: Perimetre

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 15:38

Euh, réponses blanquées, bien que je doute que beaucoup de monde s'y interesse.

Bonne chance!

Posté par
jamo Moderateur
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 15:48

Bonjour,

interessant, mais ... ne semble pas facile !

Posté par
mikayaou
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 15:59

salut eric

on suppose bien sûr que a < bV3 ?

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:00

oui

Posté par orb (invité)re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:01

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Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:06

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Posté par
mikayaou
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:13

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A suivre

Posté par
mikayaou
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:14

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Posté par
mikayaou
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:14

aïe boutons trop proche => T_P fait qqchose stp

Posté par
lo5707
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:15

Citation :
un Aperçu avant de Poster en est un gage d'assurance

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:16

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Posté par
mikayaou
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:17

oui lo, bien vu

Posté par
lo5707
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:23

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:29

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Posté par orb (invité)re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 16:36

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Posté par
frenicle
re : Enigme difficile: Perimetre **** 13-04-07 à 23:30

Bonjour Eric,

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Cordialement
Frenicle

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 09:31

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Posté par
frenicle
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 09:38

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Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 09:48

vas-y

Posté par
frenicle
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 09:54

Entre A et B, la trajectoire est la parabole rouge, et entre B et C, c'est l'ellipse bleue.

Enigme difficile: Perimetre

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 10:10

Moi j'ai calculé en fonction de theta la distance entre G et le navire. Mais...

Posté par
frenicle
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 10:54

Dans le secteur entre B et C, la distance du bateau à l'ile est égale à la distance entre le bateau et le sommet du triangle, alors que dans le secteur entre A et B, c'est la distance entre le côté du triangle et le bateau. C'est pourquoi on a tantôt une parabole, tantôt une ellipse.

Posté par
frenicle
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 11:36

J'ai essayé de calculer avec Maple la longueur de l'arc de parabole, c'est horrible :

 \frac {1}{12} (2\,\sqrt{3}\,a\,\sqrt{a^{
 \\ 2} + a\,\sqrt{3}\,b + 3\,b^{2}}} + a^{2}\,{\rm ln}(a\,\sqrt{3} + 2\,\sqrt{
 \\ { \frac {a^{2} + a\,\sqrt{3}\,b + 3\,b^{2}}{a^{2} + 
 \\ 4\,a\,\sqrt{3}\,b + 12\,b^{2}}} }\,\sqrt{a^{2} + 4\,a\,\sqrt{3}\,
 \\ b + 12\,b^{2}}) - a^{2}\,{\rm ln}(a + 2\,\sqrt{3}\,b) + 4\,\sqrt{3}\,a\,b\,{\rm ln}(a\,\sqrt{3} + 2\,
 \\ \sqrt{{ \frac {a^{2} + a\,\sqrt{3}\,b + 3\,b^{2}}{a
 \\ ^{2} + 4\,a\,\sqrt{3}\,b + 12\,b^{2}}} }\,\sqrt{a^{2} + 4\,a\,
 \\ \sqrt{3}\,b + 12\,b^{2}}) - 4\,\sqrt{3}\,a\,b\,{\rm ln}(a + 2\,\sqrt{3}\,b) + 12\,b^{2}\,{\rm ln}(a\,\sqrt{3} + 2\,\sqrt{{\frac {a^{2} + a\,\sqrt{3}\,b + 3\,b^{2}}{a^{2} + 
 \\ 4\,a\,\sqrt{3}\,b + 12\,b^{2}}} }\,\sqrt{a^{2} + 4\,a\,\sqrt{3}\,
 \\ b + 12\,b^{2}}) - 12\,b^{2}\,{\rm ln}(a + 2\,\sqrt{3}\,b))( - 6\,b
 \\  + a\,\sqrt{3})/( - 12\,b^{2} + a^{2})
 \\

Et il faut ajouter l'arc d'ellipse

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 11:43

Moi j'arrive à ca

Enigme difficile: Perimetre

Posté par
frenicle
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 11:56

C'est étrange, car si on prend a=b=1, maple trouve 2,31 avec ta formule, ce qui est moins que le périmètre du triangle...

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 11:57

mais si a=b=1, alors le cercle est à l'interieur du triangle non?

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 11:58

ah non.

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 11:58

tant pis

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 12:03

Pourtant ma longueur à la trajectoire me semblait bonne... Ca doit être l'approximation perimetre = integrale sur theta de L(theta).theta  avec L(theta) la longueur du centre à la trajectoire

Posté par
frenicle
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 12:05

En tout cas, je me suis bien amusé. Si j'ai le courage, je m'occuperai de l'ellipse
Merci pour cette énigme !

Cordialement
Frenicle

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 12:11

Posté par
frenicle
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 12:44

Ah d'accord, je ne savais pas comment tu obtenais ta formule. Elle n'est valable que pour un cercle centré à l'origine. Si L() n'est pas constante, la longueur de l'arc est l'intégrale de \sqrt{L(\theta)^2+L'(\theta)^2.

Mais, à part ça,  je ne comprends pas bien ta formule
Par exemple pourquoi la somme va de zéro à pi/3 et pas 2pi/3 ?

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 12:52

la longueur du centre au triangle est la moyenne arithmetique de la distance au triangle( racine3a/cosO) avec la distance au cerlce b, donc normalement il y a un 6 devant l'integrale qui se simplifie avec le 2 de la moyenne

Posté par
frenicle
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 13:09

Ok, j'ai compris. Mais le problème, c'est que ton point M (le bateau) n'est pas à égale distance des deux terres, car dès que theta est non nul, la distance de M au triangle s'obtient en projetant orthogonalement M sur le côté du triangle. Le plus court chemin jusqu'à la terre n'est pas la droite GM. Et c'est encore différent près des sommets du triangle !

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 13:13

je ne suis pas sur d'avoir compris

Posté par
Eric1
re : Enigme difficile: Perimetre **** 14-04-07 à 13:14

Ah oui, ca y est . OK merci frenicle



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