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Optimisation 1ère S

Posté par
Nathan64
14-04-18 à 11:41

Bonjour, notre prof de maths nous a donné un DM avec un exercice sur lequel je bute un peu, concernant l'optimisation de l'aire d'un rectangle par rapport à x dans une fonction, en voici l'énoncé :

On considère la parabole d'équation : y = 4 - x^2 qui coupe l'axe de abscisses aux points d'abscisses -2 et 2.
On place un point M sur l'axe des abscisses d'abscisse x positive et on construit le rectangle MNPQ où N et P sont sur la parabole et Q sur l'axe des abscisses ( et M ? ce n'est pas dit dans cette phrase donc je ne sais pas si ce point est sensé être fixé sur l'axe des abscisses ou non ).
Un élève prétend que l'aire de MNPQ est maximale lorsque MNPQ est un carré.
L'objectif de l'exercice est de valider ou non cette affirmation.

Et donc pour les questions :

1. Montrer que l'aire du rectangle MNPQ en fonction de x est donnée par la fonction f telle que : f(x) = -2x^3 + 8x.

Ce n'est pas la première fois que je suis confronté à ce genre de question,  jusque-là j'ai été incapable d'y répondre, et c'est aussi le cas ici.

2. Déterminer la valeur de x pour laquelle cette aire est maximale.
Est-ce dans le cas où MNPQ est un carré ?

Et donc pour cette question, j'ai directement pensé à la dérivée, qui est donc -6x^2 + 8, mais problème, celle-ci est tout le temps négative donc je ne sais pas comment faire mon tableau de variations pour savoir où se trouve le maximum de la fonction de l'aire.
Aussi, comment à partir du x maximum trouvé, on peut savoir si MNPQ est un carré ou non ? ( vu l'allure de la courbe, visuellement il me paraît compliqué de former un carré si M est fixé à l'axe des abscisses )

Posté par
vham
re : Optimisation 1ère S 14-04-18 à 11:46

Bonjour,

Le point M est fixé....dans l'énoncé, juste avant que vous disiez qu'il ne l'est pas....étourderie ? Ne pas comprendre ce que l'on écrit ?

Posté par
malou Webmaster
re : Optimisation 1ère S 14-04-18 à 11:47

faut lire !

Citation :
On place un point M sur l'axe des abscisses


puis montre ta figure voir si tu es bien parti

Posté par
Nathan64
re : Optimisation 1ère S 14-04-18 à 11:48

Oui, en relisant je m'en suis rendu compte, mais il me paraissait de toute façon illogique que ce ne soit pas le cas, juste l'une des phrases me faisait douter.

Posté par
vham
re : Optimisation 1ère S 14-04-18 à 11:49

Savez-vous donner les coordonnées des sommets du rectangle ?

Posté par
Nathan64
re : Optimisation 1ère S 14-04-18 à 11:51

malou @ 14-04-2018 à 11:47

faut lire !
Citation :
On place un point M sur l'axe des abscisses


puis montre ta figure voir si tu es bien parti


La figure est donnée dans l'énoncé, c'est un tracé de la courbe avec des points P et N images des points Q et M ayant été placés aléatoirement sur [-2;2]

Posté par
Nathan64
re : Optimisation 1ère S 14-04-18 à 11:54

vham @ 14-04-2018 à 11:49

Savez-vous donner les coordonnées des sommets du rectangle ?


C'est l'image des x par la fonction de la courbe, non ?

Posté par
vham
re : Optimisation 1ère S 14-04-18 à 11:57

Vous dites que la dérivée est toujours négative : quelle est sa valeur pour x=1 ?

Posté par
Nathan64
re : Optimisation 1ère S 14-04-18 à 12:01

vham @ 14-04-2018 à 11:57

Vous dites que la dérivée est toujours négative : quelle est sa valeur pour x=1 ?


Effectivement le résultat est 2, je me suis référé à un tracé sur ma calculatrice où j'avais mis "-6x^2 - 8" au lieu de "... + 8", le problème est donc réglé au niveau du tableau de variations, mais je ne sais toujours pas comment à partir de ce x trouvé on peut savoir si la figure est un carré ou non.

Posté par
vham
re : Optimisation 1ère S 14-04-18 à 12:03

Où avez-vous lu que x est limité à 2 ?

Posté par
Nathan64
re : Optimisation 1ère S 14-04-18 à 12:07

vham @ 14-04-2018 à 12:03

Où avez-vous lu que x est limité à 2 ?


La courbe trouve ses racines en -2 et en 2, la figure dans l'énoncé est donnée du coté positif de cette courbe, et les sommets du rectangle devant se trouver sur la courbe, donc il me paraît logique que 2 soit la limite

Posté par
vham
re : Optimisation 1ère S 14-04-18 à 12:18

Autrement dit vous choisissez ce qui vous paraît bien dans l'énoncé, que ce soit par étourderie ou délibérément.....
Non, les mathématiques c'est de la rigueur dans les déductions.
Le début c'est toujours : coordonnées des sommets en fonction de x, en justifiant que M entraîne N qui entraîne P puis Q



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