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.
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.
J'ai essayé de calculer avec Maple la longueur de l'arc de parabole, c'est horrible :
Et il faut ajouter l'arc d'ellipse
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...
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
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
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 .
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 ?
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
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 !
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