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Niveau seconde
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Équations du deuxième degré : problèmes

Posté par
Uyziii
02-02-22 à 20:25

Bonjour, aujourd'hui j'ai reçu ce problème :
« Nous disposons d'une ficelle de 1m de long. Nous la coupons en deux morceaux. Avec un morceau nous faisons un carré et avec l'autre, un cercle.
Détermine à quel endroit il faut couper la ficelle pour que la somme des aires du carré et du disque soit minimale.
Donne la valeur exacte, ainsi qu'une valeur approchée au mm près. »
Alors j'ai déjà posé 2 inconnues : x = la longueur de la ficelle pour le carré et y = la longueur de la ficelle pour pour le cercle.
Ensuite je sais aussi que la somme de ces 2 inconnues est de 1.
Donc j'en déduis que la longueur de la ficelle pour le cercle est de 1-x.
Et à partir de là je bloque. Je sais qu'il faut appliquer les formules des aires pour le carré et le cercle mais je ne sais pas comment m'y prendre.
Mercii

Posté par
hekla
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 20:38

Bonsoir

longueur de la ficelle pour le carré x
pour un côté
  d'où aire :

pour le cercle 1-x donc rayon ?   puis aire

Posté par
Uyziii
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 20:41

Je ne comprends pas. Pour l'instant ce que j'ai fait est juste ?

Posté par
hekla
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 20:44

Oui

Qu'est-ce vous ne comprenez pas  ?
La longueur des morceaux de ficelle correspond au périmètre du carré ou du cercle

Pour l'aire d'un carré il faut bien connaître la longueur du côté et pour le cercle son rayon

Posté par
Uyziii
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 20:53

Je m'embrouille un petit peu pour la mise en équation.  (x/4)² + ?

Posté par
hekla
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 20:58

Quel est la circonférence d'un disque  ?

son rayon  ?

L'aire du disque ?

pour l'aire du carré oui

Posté par
Uyziii
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 21:10

Je pense avoir trouver : (x/4)² + (1-x/2
Pour le deuxieme terme je dois multiplier par pi ?

Posté par
hekla
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 21:16

Évidemment l'aire d'un disque est \pi r^2

Ensuite développez, réduisez et ordonnez pour avoir quelque chose de la forme ax^2+bx+c

Posté par
Uyziii
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 21:17

Merci beaucoup

Posté par
hekla
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 21:19

Pas de problème pour le minimum ?

De rien

Posté par
Uyziii
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 21:28

Et bien en développant le tout j'obtiens x²/16 + x²-2x+1/4 le pi me dérange...

Posté par
hekla
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 21:35

N'oubliez pas les parenthèses

\left(\dfrac{1}{16}+\dfrac{1}{4\pi}\right)x^2-\left(\dfrac{1}{2\pi}\right)x+\dfrac{1}{4\pi}

 \pi est un nombre comme un autre comme \sqrt{2}

Il reste une addition à faire

Posté par
Uyziii
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 21:40

désolé je ne comprends vraiment pas le calcul que vous venez d'écrire, j'ai l'impression qu'il est complètement différent de mon calcul

Posté par
Uyziii
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 21:44

je ne dois pas faire (x²/16).16 + (x²-2x+1/4).4

Posté par
hekla
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 21:49

Vous ne pouvez multiplier de cette façon.

Vous cherchez le minimum de la somme des aires

on sait qu'il est obtenu pour -\dfrac{b}{a}

Posté par
Uyziii
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 21:52

oui je le sais ça mais mon calcul final contient 2 fois x² donc il n'a pas la forme de ax²+bx+c

Posté par
hekla
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 21:56

Pas le trinôme que je vous ai écrit 21 : 35 en vous disant qu'il y restait à effectuer l'addition.

\dfrac{1}{16}+\dfrac{1}{4\pi}=

Dénominateur commun 16 \pi

Posté par
Uyziii
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 22:09

je viens de comprendre le calcul que vous aviez mis en 21:35
le calcul est donc 0,14x² - (1/2) x + 1/4

Posté par
hekla
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 22:20

Vous auriez dû garder la valeur exacte \dfrac{\pi+4}{16\pi}

Posté par
Uyziii
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 22:28

je trouve donc comme minimum 0,01130616595 (valeur exacte) et donc on doit couper la ficelle à cette distance là.
0,011 (mm près)

Posté par
hekla
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 22:33

Comment trouvez-vous cela ?

j'obtiens \dfrac{4}{\pi +4}\approx 0,560

Posté par
Uyziii
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 22:37

erreur de calcul désolé !
j'obtiens bien 0,560 moi aussi
merci énormément et désolé de vous avoir déranger aussi tard

Posté par
hekla
re : Équations du deuxième degré : problèmes 02-02-22 à 22:40

C'était un peu petit pour le côté du carré puisqu'il aurait fallu diviser par 4.

De rien
Bonne fin de soirée



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