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Niveau seconde
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Fonctions et aire d'un triangle

Posté par Profil muriellesym 17-02-18 à 10:58

On considère un carré ABCD de côté 6 cm
I est le milieu de [AD]
M est un point de [BC] et N un point de [CD] tels que BM = CN
On pose x=BM

Dans ce DM on s'intéresse à l'aire du triangle IMN
1. A l'aide du logiciel Géogébra, réaliser la figure ci-dessus et afficher les valeurs de BM et de l'aire du triangle IMN.

2. a) Déplacer le point M sur le segment [BC] et conjecturer les positions du point M telles que l'aire du triangle IMN soit inférieure ou égale à 9.
    b) En donner une démonstration géométrique.

3. a) En déplaçant le pont M, conjecturer les positions du point M telles que l'aire du triangle IMN soit supérieur ou égale à 8.
    b) Démontrer que l'aire du triangle IMN en fonction de x est : 1/2(x²-9x+36)
    c) Démontrer que : x²-9x+20 = (x-5)(x-4)
    d) Utiliser le résultat précédent pour prouver la conjecture du 3a)

Je comprends pas vraiment ce qui est attendu pour la 2) b)

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 11:00

Figure GéoGebra

Fonctions et aire d\'un triangle

Posté par
hekla
re : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 11:12

Bonjour

un défaut dans la figure  vous avez pris pour M et N le milieu des segments  or ce sont des points variables sur les côtés du carré

faites bouger le curseur en dehors de 3

2 b on vous demande de calculer l'aire du triangle IMN   et de trouver la valeur de x pour laquelle cette aire est  inférieure à 9
d'où une inéquation à résoudre

Posté par
hekla
re : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 11:23

cette méthode est en fait la question 3

l'aire du carré vaut 36  donc l'aire du triangle doit être inférieure au quart  de l'aire du carré   pour x=3 on a bien l'aire du triangle égale à 9

MC doit être plus petit que 3

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 11:55

Voici la figure avec le curseur en dehors de 3

Fonctions et aire d\'un triangle

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 11:57

hekla @ 17-02-2018 à 11:23

cette méthode est en fait la question 3

l'aire du carré vaut 36  donc l'aire du triangle doit être inférieure au quart  de l'aire du carré   pour x=3 on a bien l'aire du triangle égale à 9

MC doit être plus petit que 3


C'est juste ça ?
Donc, je montre que l'aire est égale à 9 quand x vaut 3 ?
Mais comment démontrer que l'aire est inférieure ou égale à 9 quand x est supérieur ou égal à 3 ? (le sens de comparaison ne change pas)

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 11:59

l'aire est facile à calculer quand x = 3

Posté par
hekla
re : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 12:34

ce n'était pas la peine de redonner une figure  c'était juste pour vous pour éviter  de prendre des cas particuliers

sauf que pour la question 2 c'était bien une position pour laquelle l'aire était égale à 9

géométriquement pour strictement inférieure à 9 je ne vois pas   sans passer par le calcul

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 14:43

Dans ce cas là,
Comment dire que A≤9 quand x≥3 ?
Comment montrer que le sens de comparaison s'inverse ?

Pour x≥3
A≤(6*3)/2
A≤9
Ça suffit pour démontrer ?

Posté par
hekla
re : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 15:22

on vous fixe au départ  BM =x    si x\geqslant 3 l'aire du trapèze  BMIA  augmente et est supérieure à 18

d'une manière géométrique  je ne vois toujours pas  puisque l'on a aucune définition géométrique des points

pour 9 on a des milieux et des symétries pour strictement inférieure à 9 on n'a rien

à part  le montrer par le calcul de l'aire et la résolution de l'inéquation

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 15:26

Donc il faut le montrer par le calcul?

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 15:27

Dans ce cas là,
Pour x≥3
A≤(6*3)/2
A≤9
Suffit à démontrer ?

Posté par
hekla
re : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 15:37

non  cela ne fonctionne pas :: l'aire du triangle s'obtient par différences d'aires

d'ailleurs il y a une contradiction dans le texte

on pourrait le faire géométriquement  pour strictement inférieure à 9 et on ne pourrait pas le faire pour supérieure à 8  !!

il ne devrait y avoir de considérations géométriques que pour l'aire égale à 9

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 16:28

Bonjour
si x supérieur ou égal à 3, le triangle est contenu dans un des demi rectangles délimités par la médiane : parallèle à (AB) menée par I
reste à prouver qu'il occupe moins de la moitié du demi rectangle

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 16:31

ça se fait assez bien en menant des parallèles par M à (AB) et par N à (AD)

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 16:49

en comparant dans chaque sous rectangle l'aire verte avec la bleue (moitié de chaque rectangle), on obtient le résultat
reste à voir la réciproque

Fonctions et aire d\'un triangle

Posté par
carpediem
re : Fonctions et aire d'un triangle 17-02-18 à 20:50

à hauteur constante l'aire d'un triangle est proportionnelle à sa base ...

donc en notant P le point d'intersection des droites (IM) et (NG) l'aire des triangles PIN et MNP est moindre que la moitié de l'aire du rectangle dans lequel ils sont inscrits respectivement ...

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 18-02-18 à 09:42

Donc pour le démontrer géométriquement, je dois prouver qu'il occupe au moins la moitié d'un rectangle ?
Je ne comprends pas vraiment votre figure, les segments en noir sont les délimitations des rectangles ?

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 18-02-18 à 11:45

Et je ne comprends pas pourquoi dans la 3)c),
x²-9x+20 = (x-5)(x-4)

Le 36 à été remplacé par un 20

Merci de votre aide

Posté par
hekla
re : Fonctions et aire d'un triangle 18-02-18 à 11:53

vous avez montré que l'aire du triangle était  \dfrac{1}{2}\left(x^2-9x+36\right)

puis on veut déterminer la valeur de x pour laquelle  cette aire est supérieure à 8

donc   \dfrac{1}{2}\left(x^2-9x+36\right)\geqslant 8

on transforme un peu

 x^2-9x+36\geqslant 16

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 18-02-18 à 11:57

Ah oui, en effet

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 19-02-18 à 09:54

Mais finalement, j'ai pas trop compris comment je démontrait géométriquement pour la 2)b

Posté par
hekla
re : Fonctions et aire d'un triangle 19-02-18 à 11:31

on trace les parallèles aux côtés  passant par M et N  elles se coupent en E
soit  P le point d'intersection (IM) et (NE)

l'aire du triangle INM est la somme des aires des triangles PIN et PMN  

l'aire du triangle PIN est inférieure à la moitié de l'aire du rectangle  IDNG

l'aire du triangle PMN est inférieure à la moitié de l'aire du rectangle  HCNG

la somme des aires des rectangles vaut 18

\mathcal{A}_{ MNP} =\dfrac{ME\times NP}{2}

NP<NG par conséquent  2 \mathcal{A}_{MNP}<\mathcal{A}_{HCNG}

mais je ne suis sûr de rien

Fonctions et aire d\'un triangle

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonctions et aire d'un triangle 19-02-18 à 13:24

l'aire de PNI est inférieure à celle de GNI, lui même moitié du rectangle GNDI
EMN est exactement la moitié du rectangle EMCN
l'aire de EPM est inférieure à celle de EGM, lui même moitié du rectangle EGHM
le total de ces trois aires est donc inférieur à la moitié des trois rectangles, donc à la moitié de DCHI, donc au quart de DCBA ....

sur mon dessin, le bleu représentait la moitié du rectangle DCHI, et on voyait que le triangle vert ne remplissait pas la moitié restante ....

Posté par Profil muriellesymre : Fonctions et aire d'un triangle 20-02-18 à 10:08

Mais ça me parait bizarre de devoir créer autant de points juste pour ça

Posté par
hekla
re : Fonctions et aire d'un triangle 20-02-18 à 11:25


autre possibilité  vous construisez un quadrillage  par des carrés de côtés 1  et vous comptez le nombre de carreaux correspondant à l'aire  du triangle

méthode qui devait être utilisée en sixième pour déterminer des aires et qui est parfois demandé dans des exercices du bac

Posté par
lafol Moderateur
re : Fonctions et aire d'un triangle 20-02-18 à 13:50

le problème avec le comptage de carreaux, c'est que c'est à refaire pour chaque position de M et N ...
donc pour avoir l'équivalence entre aire inférieure au quart et x ceci ou cela, ça ne fonctionne plus



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