Bonjour,voila j'ai eu ça en excercise et je ne comprend rien du tout...
"les triangles équilatéraux T1 et T2 d'aires respectives S1 et S2 ont un périmètre total constant L. Quelle est la plus petite aire totale possible (S1 + S2) des deux triangles T1 et T2 ?"
Voila...et sinon j'ai une figure à côté et on voit que l'aire S1 est plus petite que l'aire S2
Merci d'avance
(Voir dessin)
Soit un triangle équilatéral ABC et H le pied de la hauteur (qui est aussi médiane) issue de C.
On a: BC² = HC² + HB²
avec HB = AB/2 (mais AB = BC puisque le triangle ABC est équilatéral) -> on a HB = BC/2
-->
BC² = HC² + (BC/2)²
BC² = HC² + (BC²/4)
HC² = (3/4)BC²
HC = ((V3)/2).BC (V pour racine carrée)
Aire(ABC) = (1/2).AB.HC (mais AB = BC puisque le triangle ABC est équilatéral).
Aire(ABC) = (1/2).BC.HC
Aire(ABC) = (1/2).BC.((V3)/2).BC
Aire(ABC) = ((V3)/4).BC²
Posons AB = BC = AC = a ->
Aire(ABC) = ((V3)/4)a²
Périmètre(ABC) = 3a
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Soit 2 triangles équilatéraux, l'un de cotés = a et l'autre de cotés = b
S(1) = ((V3)/4)a²
P(1) = 3a
S(2) = ((V3)/4)b²
P(2) = 3b
On sait que P(1) + P(2) = L
-> 3a + 3b = L
b = (L-3a)/3
->
S(2) = ((V3)/4)(L-3a)²/9
S(2) = ((V3)/36)(L-3a)²
S(1) + S(2) = ((V3)/4)a² + ((V3)/36)(L-3a)² (avec a dans [0 ;L/3])
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f(x) = ((V3)/4)x² + ((V3)/36)(L-3x)² (avec x dans [0 ;L/3])
f '(x) = ((V3)/2)x - ((V3)/6)(L-3x)
f '(x) = ((V3)/2)x - ((V3)/6) L + ((V3)/2)x
f '(x) = (V3)x - ((V3)/6) L
f '(x) = (V3).(x - (L/6))
f '(x) < 0 pour x dans [0 ; L/6[ -> f(x) décroissante.
f '(x) = 0 pour x = L/6
f '(x) > 0 pour x dans [L/6 ; L/3] -> f(x) croissante.
f(x) est minimum pour x = L/6
---
(S1+S2) sera minimum pour a = L/6
Donc pour P(1) = 3.(L/6) = L/2
-> P(2) = L - (L/2) = L/2
Conclusion (S1+S2) sera minimum lorsque les 2 triangles seront égaux.
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Sauf distraction.
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