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Exercice DM Problème du second degré

Posté par
Kimini
28-09-14 à 18:01

Bonjour,

J'aurai besoin de votre aide car je suis bloquée à un exercice de mon DM.
Voilà l'énoncé :

Un parc rectangulaire a pour dimensions 30m et 20m. Le long des bords intérieurs de ce parc, on veut construire une allée de largeur fixe.
Comment doit-on choisir la largeur de cette allée pour que sa surface soit égale au cinquième de la surface totale du parc ?

Je sais que l'allée est composée de 4 rectangles identiques 2 à 2.
2 rectangles pour longueur 20m, largeur x. (Donc Aire = 20x)
2 rectangles pour longueur 30-2x, largeur x. (Donc Aire = x(30-2x))
(x = largeur de l'allée)

Donc Aire(allée) = 2*20x + 2*x(30-2x) = -4x^2 + 100x

Mais j'ai pas bien compris le "Comment" de la question, je dois juste dire le calcul qu'il faudrait faire pour trouver x ou le faire aussi ?

Calcul pour trouver x (dites-moi si c'est bien ça) :
x = Aire(allée) - 1/5*Aire(parc)
   = -4x^2 + 100x - 1/5(30 x 20)
   = -4x^2 + 100x - 120
   = -4(x^2  - 25x + 30)
   = -4(x - 25/2)^2 - 35/2

À moins que je me sois trompée, je n'arrive plus à simplifier à partir de là...

Merci d'avance pour vos réponses.

Posté par
Spooky
re : Exercice DM Problème du second degré 28-09-14 à 18:15

Bonjour Kimini !

Ton raisonnement est excellent ( les dessins aident bien dans ces situations ) jusqu'au dernier calcul où je ne te comprend plus, d'où sort le x de gauche ?

Tu veux Aire(allée) = 1/5Aire(parc)
il suffit donc de résoudre ça, en gros ça revient à remplacer ton "x" étrange par 0

Posté par
Kimini
re : Exercice DM Problème du second degré 28-09-14 à 18:27

Merci de ta réponse, oui je me suis mal exprimée avec le x ^^' J'ai continuer le calcul et j'en suis arrivée à
x = 25/2 - racine carré de 35 / racine carré de 2
Ou
x = 25/2 + racine carré de 35 / racine carré de 2

On ne peut pas plus simplifier ?

Posté par
Spooky
re : Exercice DM Problème du second degré 28-09-14 à 18:35

Je n'ai pas vérifié les réponses, tu as l'air assez rigoureux(se) pour ça, mais effectivement ces réponses ne peuvent être plus développées puisque 35 'est pas divisible par 2

Posté par
mathafou Moderateur
re : Exercice DM Problème du second degré 28-09-14 à 18:39

Bonjour,

je suis curieux de savoir comment en développant
-4(x - 25/2)^2 - 35/2
le terme constant = 4*(25/2)² - 35/2 = -4*25²/4 - 35/2 = -625 - 35/2 serait égal à -120
même en supposant que ce serait
-4[(x - 25/2)^2 - 35/2] ça donnerait -625 + 70 différent de -120


sinon en général les racines ne se simplifient pas d'avantage, sauf à extraire les carrés qui sont dedans
ici il n'y en avait pas 35 = 7*5 ne "contient" aucun carré donc la 35 n'est pas simplifiable.
(idem en corrigeant le 35/2 par la bonne valeur)

Posté par
Kimini
re : Exercice DM Problème du second degré 28-09-14 à 19:03

Le -4 on peut l'enlever (il disparaît de suite quand on commence à calculer -4x^2 + 100x - 120 = 0) vu que que -4 ne peut pas être égal à 0.
Mais ça fait quand même un chiffre différent de -120 (625/4 - 35/2 = 156,25 - 17,5 = 138,75), parcontre je ne comprend pas d'où tu sors ton -120 (vu qu'au départ c'est -4x^2 + 100x = 120) ni ton raisonnement...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Exercice DM Problème du second degré 28-09-14 à 19:30

???
je suis parti de ton équation :
-4x^2 + 100x - 120 \red = 0

(ce que tu as écris avec "x = aire" est du farfelu
on a aire(allée) = -4x^2 + 100x que tu as écrit correctement
cette aire doit être égale à 1/5 de l'aire totale
on a donc à résoudre l'équation

-4x^2 + 100x = (1/5)20*30 = 120
c'est à dire -4x^2 + 100x - 120 \red = 0

Le -4 on peut l'enlever
la bonne blague

si tu veux l'enlever oui mais pas comme tu le dis en le faisant "disparaitre tout seul" (c'est pas Harry Potter les maths)

on peut diviser les deux membres de l'équation par -4 on obtient
x² - 25x + 30 = 0
etc

en tout cas je suis parti de ce que tu avais écrit (avec le -4 qui reste) et qui est faux.

-4x^2 + 100x - 120 = 0 est juste mais ne donne pas ce que tu as écrit ensuite :

-4(x - 25/2)^2 - 35/2 \red = 0 ça c'est faux.

cette équation n'aurait d'ailleurs tout simplement aucune solution et pas ce que tu as écrit.

même en supposant que tu voulais écrire :

-4\red[(x - 25/2)^2 - 35/2\red] \red = 0 qui a effectivement des solutions, c'est faux.
(mes deux calculs de vérification)

reprends donc correctement ta mise sous forme canonique. ton calcul est tout simplement faux.
tu dois très certainement te mélanger les pinceaux dans le redéveloppement de (x - 25/2)^2

(x - 25/2)² = x² - 25x + (25/2)² = x² - 25x + 25²/2² = x² - 25x + \red 625/4

Posté par
Kimini
re : Exercice DM Problème du second degré 28-09-14 à 20:41

Merci j'ai réécrit mon calcul et j'ai pu trouver mon erreur (comme tu as dit j'ai mis un 25/2 au lieu de 625/4).

Du coup j'ai trouvé :
x = (25 - racine carré 505) / 2
Ou
x = (25 + racine carré 505) / 2

Cette fois-ci c'est bien ça ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Exercice DM Problème du second degré 28-09-14 à 21:08

oui, c'est bon cette fois.

il reste à vérifier la faisabilité pratique de ces solutions, c'est à dire est-il réellement possible d'avoir ces largeurs d'allée dans un terrain qui ne mesure que 20 sur 30 ?
(dès le départ on doit avoir obligatoirement 0 < x < 20/2 sinon ça ne "rentre pas")

les deux solutions sont elles toutes les deux valables dans ces conditions ?

Posté par
Kimini
re : Exercice DM Problème du second degré 28-09-14 à 22:06

Ok je me disais aussi que c'était bizarre qu'il y ait deux possibilités ^^'

x = (25 - racine carré 505) /2
C'est environ égal à 1,25, c'est entre o et 20/2 donc ça pourrait aller.

x = (25 + racine carré 505) /2
C'est environ égal à 23,75, c'est supérieur à 20/2 donc ça ne peut pas aller.

Merci beaucoup pour vos réponses.



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