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Moins d'un rectangle dans un carré

Posté par
Imod
17-04-23 à 11:26

Bonjour à tous

Dans le carré ci-dessous on a disposé cinq rectangles identiques .

Moins d\'un rectangle dans un carré

Est-il possible de placer un certain nombre de ces rectangles dans ce même carré de façon à ce que l'aire de la partie laissée libre soit strictement inférieure à celle d'un rectangle ?

Imod

PS : Je souhaite une méthode plus qu'une réponse non justifiée .

Posté par
mathafou Moderateur
re : Moins d'un rectangle dans un carré 17-04-23 à 17:07

Bonjour,

la première chose à faire à mon avis est de calculer les dimensions du rectangle de sorte que les 5 placés ainsi collent
en prenant le côté du grand carré comme unité par exemple.

...

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Moins d'un rectangle dans un carré 17-04-23 à 17:28

Bonjour,

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Posté par
mathafou Moderateur
re : Moins d'un rectangle dans un carré 17-04-23 à 17:50

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Moins d'un rectangle dans un carré 17-04-23 à 18:00

Je trouve le même x que mathafou, en écrivant \; GF = FC'2 .

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Moins d'un rectangle dans un carré 17-04-23 à 18:06

Aïe :

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Posté par
Imod
re : Moins d'un rectangle dans un carré 17-04-23 à 18:32

On progresse à grand pas

Certains auront peut-être remarqué qu'il y a une identité remarquable cachée dans le dessin .

Moins d\'un rectangle dans un carré

Imod

Posté par
carpediem
re : Moins d'un rectangle dans un carré 17-04-23 à 18:53

salut

je l'ai fait à l'envers pour m'éviter des fractions ...

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Posté par
Imod
re : Moins d'un rectangle dans un carré 17-04-23 à 22:58

Les dimensions du rectangle et du carré sont donc (4+3\sqrt{2})\times \sqrt{2} et (4+4\sqrt{2})\times (4+4\sqrt{2}) . Quel argument très simple permet d'affirmer qu'on ne peut pas placer 8 rectangles dans le carré ?

Imod

Posté par
dpi
re : Moins d'un rectangle dans un carré 19-04-23 à 09:01

Bonjour

Prenons l'exemple d'un grand carré de coté 1 et de rectangles de largeur 0.1 et donc de longueur 1-0.1=0.9
Le petit carré à un coté de 1-(0.1+0.1)=0.8
On voit bien qu'aucun rectangle ne se logera parallèlement.
Ici nous pourrons en placer deux inclinés de  0.488 radians
(diagonale de contact 0.9055)

On constate que l'épaisseur (largeur ) maximale pour un tel cas est  0.166 (impossible de loger un seul rectangle

par contre pour des valeurs inférieures  on peut  loger plusieurs rectangles  avec des angle de plus en plus faibles.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Moins d'un rectangle dans un carré 19-04-23 à 14:44

il ne s'agit pas de remplir le carré intérieur,
mais de remplir le grand carré avec des rectangles de la taille et forme imposée par la figure initiale mais disposés (éventuellement tous) autrement.

si on ne tient pas compte de la figure initiale, mais qu'on peut choisir la largeur, on pourrait avoir ça en choisissant la largeur des rectangles = 0.25 par exemple

Moins d\'un rectangle dans un carré

le "reste" hachuré est bien entendu < l'aire d'un carré (strictement)

Mais on impose la valeur unique et exactement définie par la figure de l'énoncé : rectangle intérieur incliné à exactement 45°
on ne peut pas faire varier (choisir) les dimensions.
on ne peut que faire varier la disposition des rectangles dans le grand carré.
comme "par exemple" :

Moins d\'un rectangle dans un carré

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moi je comprends le problème ainsi.
pas en laissant libre le rectangle intérieur

Posté par
mathafou Moderateur
re : Moins d'un rectangle dans un carré 19-04-23 à 14:50

bref la figure initiale n'est pas

Moins d\'un rectangle dans un carré

Posté par
dpi
re : Moins d'un rectangle dans un carré 19-04-23 à 14:57

Suite
Avec un carré ,je me doutais bien qu'il y avait du2..
mon angle  passe à 45 ° et la limite de largeur pour les rectangles de la figure à 0.147 .

Posté par
mathafou Moderateur
re : Moins d'un rectangle dans un carré 19-04-23 à 15:25

sauf qu'il n'y a pas de "limite" mais une valeur unique imposée par la figure...

Posté par
Imod
re : Moins d'un rectangle dans un carré 19-04-23 à 17:24

Pour clore le problème :

Sylvieg et Mathafou on montré comment on pouvait placer 7 rectangles dans le carré . Il reste alors dans le carré une aire équivalente à celle d'un rectangle , or on veut moins , on doit donc ajouter un rectangle qui recouvrira alors complètement le carré . Les 8 rectangles seraient alors disposés parallèlement aux côtés du carré . Or sur un côté du carré on ne peut pas mettre 7 longueurs ni 6 longueurs plus deux largeurs , on est donc coincé .

Imod    



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