Bonjour,
Je n'arrive pas à résoudre le problème suivant :
A partir d'un secteur angulaire AOB de mesure a, on forme un cône en joignant les segments . Le but est de déterminer quelle mesure en radians de l'angle a donne un cône son volume maximale.
1) Exprimer le rayon r et la hauteur h du cône en fonction de OA et a
Je ne vois pas du tout comment exprimer en fonction d'un angle une longueur.
Merci pour votre aide
Tu pourrais exprimer la longueur de l'arc limitant le secteur AOB en fonction de a et de OA , puis en déduire l'expression du rayon r de la base du cône.
Bonjour,
Cela me rappelle le premier topic que j'ai posé sur l'île .
Puisque on prend pour comparaison OA et OB posons
OA=OB =R=1.
l'angle au centre sera donc en fonction de 2
Exemple x radians.
L'arc aura une longueur identique et sera la circonférence
de la base du cône .
On en déduit le rayon r de ce cône sans oublier que 1 en sera
la génératrice . Pythagore donnera donc la hauteur et la formule
du volume fera le reste.
r=x/2
h= (1²-r²)
V=(r² h)/3
reste à trouver le maxi de cette fonction.
Sauf erreur autour de 5.13 radians.
Merci pour votre aide. L'énoncé indique que le volume en fonction de a est :
V(a)=(OA^3/24pi^2)*a^2*racine carré (4pi^2-a^2)
Selon vos formules précédentes on a donc :
R=OA/2pi
H=racine carré ( 1^2-(OA/2pi))
Je n'arrive vraiment pas à visualiser le problème.
Merci
Suite
*oui j'ai mis x au lieu de a car ce sera l'inconnue (pas grave).
*et comme le calcul se fait sur OA =OB qui sont les rayons
du cercle d'origine ,autant poser OA=1 (on mettra n'importe
quelle valeur après)
Tu a bien vu que mon r=x/2 tu dois comprendre a( 0A/2)
Donc trouve h puis V.
Suite,
C'est pas un cadeau....
L'équation sera du 3 ème degré donc je pense que tu
devras faire un tableau pour trouver le maxi.
Je te joins une explication simplifiée ou tu verras qu'au lieu de
trimballer OA on ne tiendra compte de son cube qu'à la fin.
Pour info dans ta racine: - OA²/4².
Merci beaucoup dpi pour votre schéma ! C'est très gentil de votre part. Donc en résumant cela on a :
r=(a)/2pi
h=
En remplaçant par les valeurs on trouve
V(a)=
Après on demande d'étudier les variations de V sur o;2pi exclue. Il faut donc calculer la dérivé de V'(a)
Mais là je ne sais pas comment faire car c'est le produit de trois fonctions dérivables.
Peut-être que
V'(a)=
Suite
Sur le site ,il est de coutume de se tutoyer (sauf exception...)
Une fois encore ,je t'encourage à ne pas t'encombrer de OA
puisqu'on démontre aisément que le volume sera proportionnel
à son cube.
Le plus important est de déterminer a et tu devrais donc optimiser
ta dérivée.
Tu devrais arriver à a=5.1302 radians.
Ok. Pour se débarrasser de OA on dit que cela est égale à 1. Mais en effectuant la dérivée de V(a) je tombe sur une formule trop importante, cela est compliqué d'en déduire son signe.
Si tu as vu les tableurs en cours, tu peux rechercher a
toujours avec OA = 1 :
a=1 V=0.026
a=2 V=0.100
a=3 V=0.210
a=4 V =0.327
a=5 V= 0.401
a=6 V= 0.283
entre 5 et 6 tu trouveras autour des 5.13
et bien sûr ne pas oublier OA³
Si seul le résultat compte peut-être.... Les puristes devront trouver
la solution purement mathématique qui de toute façon aboutira
à un calcul à décimales....
Va au fond du problème et essaye de te faire une idée.
As tu testé a= 5.13 ?
On constate que lorsque a=5,13 le volume v(a) est maximale puisque v est croissante avant puis décroissante après cette valeur d'où le maximum. Donc le volume maximale du cône est maximale pour a=5,13
Cela a le mérite d'être concret
Tu peux donc trouver en cm3 si OA est exprimé en cm
Exemple OA= 15 cm V=1360.3 cm³.
Je pense qu'un des ténors du site (puriste) te donneras la
solution académique ....
Merci beaucoup pour ton aide dpi !😁 Je demanderai à mon prof de maths pour la solution plus académique.
Pour ma part, je trouve que la dérivée du volume du cône s'annule pour a = (8/3) = 5,13 radians environ.
Bonjour
Voilà la réponse académique que nous cherchions ,priam pourrais
tu décrire le passage de l'équation à la dérivée (j'ai vu ça il y a56 ans...)
r = aOA/2
h² = OA² - r²
V(a) = 1/3 (aOA/2)²h
= 1/3 (aOA/2)²[(OA² - (aOA/2)²]
= 1/3 OA³a²/4(1 - a²/4²)
Dérivée de a²(1 - a²/4²) :
2a(1 - a²/4²) + a²(- 2a/4²)/21 - a²/4²) .
Cette dérivée s'annule pour
4(1 - a²/4² - 2a²/4² = 0
4 - 6a²/4² = 0
a = (8/3) 5,13 .
Voilà.
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