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Niveau Reprise d'études-Ter
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Maximum d'un périmètre

Posté par
fanfan56
20-02-21 à 09:21

Bonjour,

Calculer le maximum du périmètre d'un rectangle inscrit à un cercle de rayon r

Soit ABCD un rectangle inscrit à un cercle de rayon r et de centre O
Le périmètre est fonction de x
f(x) = 2 (À-B +BC)
Soit 2(x+y)

Que dois-je faire ensuite ?

Merci
Mamie

Posté par
Priam
re : Maximum d'un périmètre 20-02-21 à 09:26

Bonjour,
Ecrire une relation traduisant le fait que les quatre points A, B, C et D appartiennent au cercle.

Posté par
ciocciu
re : Maximum d'un périmètre 20-02-21 à 09:27

salut
il ne manquerait pas un petit schéma?
on ne sait pas ce qu'est x ?
et ça 2 (À-B +BC)  c'est louche on ne comprend pas

Posté par
ciocciu
re : Maximum d'un périmètre 20-02-21 à 09:28

oups  ... salut priam

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 20-02-21 à 09:40

Erreur de frappe
2(AB+BC

Maximum d\'un périmètre

Posté par
vham
re : Maximum d'un périmètre 20-02-21 à 10:00

Bonjour,

Définir un angle (Ox,OA) dans un repère (O,Ox,Oy) semble judicieux....

Posté par
alma78
re : Maximum d'un périmètre 20-02-21 à 10:05

Bonjour,
Pythagore dans le triangle ABC te donnera une relation entre x, y et r

Posté par
vham
re : Maximum d'un périmètre 21-02-21 à 09:16

Bonjour,

Le périmètre peut s'écrire directement P=4r(cos+sin)
Le maximum fonction de est trouvé en ....
(Dériver....)

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Maximum d'un périmètre 21-02-21 à 11:28

Bonjour,
Si fanfan56 revient, nous pourrons continuer à l'aider dans deux directions :
Celle de alma78 et celle de vham.
A elle de choisir celle qu'elle veut chercher en premier.

Posté par
vham
re : Maximum d'un périmètre 21-02-21 à 13:40

Bonjour,

Et même sans avoir à dériver : cos+sin=(2)(cos(/4)cos+sin(/4)sin)=cos(/4-)
Et le maximum du cos est quand l'angle vaut .... ?

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 14:52

Sylvieg @ 21-02-2021 à 11:28

Bonjour,
Si fanfan56 revient, nous pourrons continuer à l'aider dans deux directions :
Celle de alma78 et celle de vham.
A elle de choisir celle qu'elle veut chercher en premier.


Bonjour Sylvieg

C'est vrai que je suis complètement perdue là,
Je pense plutôt suivre Alma,

Faut -il couper le rectangle en 2 pour avoir 2 triangles rectangles et calculer Pythagore pour l'un des 2?

Soit ABC: AC² =AB² + BC²  ==> AC² = x²+y²

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 17:00

Oui, et AC vaut combien en fonction de r ?

Inutile de "couper". il suffit de tracer le segment [AC] sur la figure.

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 18:22

BO= r=1/2 AC
AC= 2r

Posté par
matheuxmatou
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 18:24

bonjour

ABC est un triangle rectangle en B ... et AC=2r

donc tu peux exprimer y en fonction de x grâce au théorème de Pythagore

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 18:42

Oui, car le cercle circonscrit du rectangle a pour centre le milieu des diagonales.

Donc x2 + y2 = ?

Ensuite, il y a encore plusieurs manières d'aboutir.
On veut x+y maximum.
Comme x+y est positif, ça revient à (x+y)2 maximum.
En développant, on voit que ça revient à x2y2 maximum.
En posant a = x2 et b = y2.
On cherche le maximum de ab alors que a+b est constant.
C'est un classique qui peut se traiter avec la recherche du maximum d'une fonction, ou avec des identités remarquables.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 18:43

Désolée matheuxmatou, je n'avais pas vu ton message car j'ai écrit le mien en plusieurs fois.

Posté par
matheuxmatou
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 18:44

(bonsoir Sylvieg)

ou bien chercher tout bêtement le maximum de la fonction "demi-périmètre"

f(x) = x + \sqrt{4r^2-x^2}

à toi de choisir fanfan56

Posté par
matheuxmatou
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 18:44

pas de quoi être désolée c'est pas mal non plus ta méthode ...

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 19:00

Continuez dans cette direction.
Quand ça sera abouti, on pourra parler des autres cheminements possibles, si fanfan56 est intéressée.

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 21:02

Normalement, d'après mon cours, je dois calculer le maximum avec  la dérivée.

x2 +y2 =2r2
X[/sup]+y[sup]2 =4r2

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 21:03

x2 +y2 =4r2

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 21:38

Et y²=4r²-x

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Maximum d'un périmètre 23-02-21 à 22:51

Citation :
ou bien chercher tout bêtement le maximum de la fonction "demi-périmètre"

f(x) = x + \sqrt{4r^2-x^2}

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 24-02-21 à 09:01

Bonjour à tous

Je ne sais pas si c'est ça

f(x) =x+(4r2 -x2 )

Le périmètre = 2(x+(4r2 -x2 )

Soit f(x) = 2x +2(4r2 -x2)

f'(x) = (2x+2(4r2 -x2 )) '

f' (x) =(2x) '+(2(4r2 -x2 ))'

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Maximum d'un périmètre 24-02-21 à 09:18

Chercher le maximum du périmètre ou le maximum de la moitié du périmètre, ça revient au même.
Va pour f(x) = 2x +2(4r2 -x2)
Il faut calculer la dérivée.
g(x) = 2x. \; g'(x) = ?
h(x) = 2(4r2 -x2). \; h'(x) = ?
Pour la dérivée de h qui est de la forme 2u, il faut utiliser la formule (u)' = u'/(2u).

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Maximum d'un périmètre 24-02-21 à 09:37

Je ne vais plus être disponible avant la fin de la journée.

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 24-02-21 à 10:00



f' (x) =(2x) '+(2(4r2 -x2 ))'
f'(x) = 2 + 2(4r2 -x2 ) '/24r2 -x2
(2-2x)/4r2 -x2

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 24-02-21 à 13:16

oups!

  f'(x) = 2-(2x/4r²-x²)

Posté par
Priam
re : Maximum d'un périmètre 24-02-21 à 14:54

Bonjour,
C'est juste. Mieux écrit :  f '(x) = 2 - 2x/(4r² - x²) .

Posté par
matheuxmatou
re : Maximum d'un périmètre 24-02-21 à 18:20

comme on le disait précédemment, le "2" n'est là que pour faire beau car "maximiser le périmètre" revient au même que "maximiser le demi-périmètre"

mais bon, c'est pas grave.

donc avec ta fonction périmètre :

f'(x)=2\left(\dfrac{\sqrt{4r^2-x^2}-x}{\sqrt{4r^2-x^2}}\right)

pour étudier le signe, le mieux est de multiplier et diviser pas la partie conjuguée du numérateur.

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 24-02-21 à 21:08

((4r²-x²) -x)((4r²-x²)+x)
4r²-x²)((4r²-x²)+x)


Comme ça?

Posté par
matheuxmatou
re : Maximum d'un périmètre 24-02-21 à 22:51

oui

en voyant que le numérateur s'arrange avec une identité remarquable, le signe est simple à étudier

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 25-02-21 à 09:05

(\sqrt{4r^2-x^2}} \right))^2-x^2)/\sqrt{4r^2-x^2((4r2 -x2 )+x
4r2 -2x 2 /(4r2 -x2 ) ((4r2 -x2 ) +x)

Posté par
matheuxmatou
re : Maximum d'un périmètre 25-02-21 à 09:21

voilà... au parenthèses près.

et le dénominateur est toujours positif (x>0)

et le numérateur se factorise (f'(x) est du signe du numérateur)

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 25-02-21 à 09:52

P' s'annule pour x =

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 25-02-21 à 09:55

Pour x=2r ou x=-2r

Posté par
matheuxmatou
re : Maximum d'un périmètre 25-02-21 à 10:02

pour les variations de f et trouver un maximum, c'est surtout le signe de f' qui nous intéresse

ici :

f'(x)=4\dfrac{(r\sqrt{2}+x)(r\sqrt{2}-x)}{\sqrt{4r^2-x^2}(\sqrt{4r^2-x^2}+x)}

comme x>0, cela est du signe de (r\sqrt{2}-x)

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 25-02-21 à 10:35

Ce que j'ai écrit  2r.     correspond bien à r2 - x
J'avais trouvé que le maximum était x =-2r

Ce n'est peut-être pas juste

Posté par
matheuxmatou
re : Maximum d'un périmètre 25-02-21 à 16:12

x > 0

f' change de signe en r2

Posté par
fanfan56
re : Maximum d'un périmètre 28-02-21 à 22:28

Je tiens à vous remercier de votre patience  et de votre aide.

Mamie

Posté par
matheuxmatou
re : Maximum d'un périmètre 28-02-21 à 23:29

avec plaisir



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