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Extremum et optimisation

Posté par
Oile
25-03-23 à 16:53

* Modération >   *** Bonjour *** *

On rappelle que le volume d'un cône de hauteur h et de rayon r est donné par V = (*r2*h)/3
Pour réaliser une lampe design, on cherche à inscrire un cône de révolution de hauteur h et de rayon r dans une sphère de rayon 5cm. Par "inscrire" il faut comprendre :
- Le sommet S du cône est à la surface de la sphère de centre O
- L'axe du cône est porté par un diamètre de la sphère
- La base circulaire du cône est entièrement incluse dans la surface de la sphère.

Déterminer la hauteur du cône rendant son volume maximale

Je ne comprends pas comme m'y prendre.
Merci d'avance pour vos réponses.

Posté par
Glapion Moderateur
re : Extremum et optimisation 25-03-23 à 17:40

Bonjour, commence par faire un dessin puis exprime le volume en fonction d'une seule inconnue. Puis tu chercheras le maximum de cette fonction.

Posté par
Oile
re : Extremum et optimisation 26-03-23 à 10:34

Bonjour,
Merci de votre réponse. Je vais essayer de faire ça et je reviendrais vers vous si je n'y arrive pas.

Posté par
Oile
re : Extremum et optimisation 26-03-23 à 11:16

J'ai essayer d'exprimer h par rapport à r mais je ne trouve pas quelque chose de cohérent :
h^2 + r^2 = SB^2
h^2 = SB^2 - r^2
h = \sqrt{(SB)^2 - r^2}

Mais du coup, j'ai une autre inconnue qui est SB

Posté par
Oile
re : Extremum et optimisation 26-03-23 à 11:57

Oile @ 26-03-2023 à 11:16

J'ai essayer d'exprimer h par rapport à r mais je ne trouve pas quelque chose de cohérent :
h^2 + r^2 = SB^2
h^2 = SB^2 - r^2
h = \sqrt{(SB)^2 - r^2}

Mais du coup, j'ai une autre inconnue qui est SB


Je ne sais pas si c'est dans la bonne direction que je me dirige, j'aurais besoin de conseil. Merci d'avance.

Posté par
malou Webmaster
re : Extremum et optimisation 26-03-23 à 12:17

Bonjour Oile

regarde un peu là, je crois que tu vas trouver des idées pour ton propre exercice
Cône inscrit dans une sphère

Posté par
Oile
re : Extremum et optimisation 26-03-23 à 12:21

Je vais aller voir ça tout de suite.
Merci beaucoup.

Posté par
Glapion Moderateur
re : Extremum et optimisation 26-03-23 à 12:26

Tu n'as pas utilisé la donnée concernant la sphère et son rayon R
O est le centre du cercle circonscrit au triangle SAB
Appelle H le pied de la hauteur abaissée de S sur AB.
Que peux-tu écrire comme relation dans le triangle OHA ?

Posté par
Oile
re : Extremum et optimisation 26-03-23 à 14:03

Je peux écrire (dans le triangle OHB :
OH = SH - SO = h - 5

Mais je ne comprends comment utilisez ce résultat

Posté par
Oile
re : Extremum et optimisation 26-03-23 à 15:23

Je crois que j'ai compris :
J'ai trouvé :
V(h) = ( * (-h3 + 10h2)) / 3

Ensuite j'ai calculé la dérivée, j'ai trouvé :

V'(h) = 1/3 * (-3h2 + 20h)

Ensuite, j'ai calculé le discriminant, j'en ai trouvé un positif du coup j'ai calculé les racines, j'ai trouvé deux racines (x1 et x2) :
x1 = 20/3
x2 = 0

Ducoup je trouve un tableau de signe qui me montre que V(x) est maximale quand x vaut 20/3 (je trouve une valeur arrondis qui se rapproche de 155)

J'aurais aimé avoir votre avis sur ce résultat, si ce que j'ai fais n'est pas faux. Merci d'avance

Posté par
Glapion Moderateur
re : Extremum et optimisation 27-03-23 à 10:08

oui h = 20/3 c'est juste

Posté par
Oile
re : Extremum et optimisation 27-03-23 à 13:50

D'accord, merci beaucoup.
Bonne fin de journée.



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