voici l'enoncé:
ABCD est un rectangle de côtés a et 2a (avec a strictement superieur à
0)
Les points M,N,P et Q sont respectivement sur les côtés AB, BC, DC, et
AD
de plus, AM=BN=CP=DQ.
Determiner la position du point M sur le segment AB pour ke l'aire du quadrilatere
MNPQ soit minimale.
je vous remerci pour votre aide.
considérez le repère orthonormé (A, i,j) i est porté par AB et j
est porté par AD.
dans ce repère les coordonnées des points M,N,P et Q sont:
M(x,0) ; avec x=AM.
N(2a,x);
P(2a-x,a)
Q(0,a-x)
le vecteur MQ=-xi+(a-x)j
le vecteur PN= (2a-2a+x)i+(x-a)j=xi+(x-a)j=-MQ
donc PN=QM ; en vecteur.
donc le quadrilatère MNPQ est un paraléllogramme.
soit S son aire.
S=||QP^QM||; où || u || désigne la norme du vecteur u et QP^QM désigne le produit
vectoriel des deux vecteurs QP et QM;
QP^QM =((2a-x)i+xj)^(xi+(x-a)j)
= ((2a-x)(x-a)i^j + x²j ^i
= (-2x²+3ax-2a²)i^j
puisque ||i^j||=1
donc S=||QP^QM||=||(-2x²+3ax-2a²)i^j||
=|(-2x²+3ax-2a²)|*||i^j||
=|-2x²+3ax-2a²|
S=|-2x²+3ax-2a²|
D=9a²-16a²=-7a²<0 donc -2x²+3ax-2a²est dusigne de (-2)
c-à-d -2x²+3ax-2a²<0
donc
S=2x²-3ax+2a²
Sa dérivé S'(x)=4x-3a
S' s'annule en x=3a/4 en cette position de x S est minimale et
vaux
S(3a/4)=2*9a²/16 - 9a²/4 +2a²=7a²/8; remarquez le terme en a² comme quoi S(3a/4)
a bien la dimension d'un surface (m²).
la position de M sur AB qui rend la surface MNPQ minimale est x=3a/4
pour laquelle S=7a²/8.
Voila.
Je vous remercie.
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