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Problème bac blanc

Posté par
Maraes
04-01-18 à 12:05

Bonjour, nous avons à faire pour la rentrée le bac blanc de l'année dernière de mon lycée et je bloque sur  un exercice en particulier.

Voici l'énoncé :
On veut fabriquer une boîte de conserve cylindrique de volume 1L à l'aide d'une plaque métallique. Peut on choisit les dimensions de cette boîte de façon à utiliser le moins de métal possible ?

Données :
Volume d'un cylindre de rayon r et de hauteur h : V = pi.r^2.h
Surface totale S de ce cylindre :
S= 2pi.(r.h + r^2) = 2pi.(V/pi.r + r^2)

Merci d'avance pour votre aide !

Posté par
sanantonio312
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:07

Bonjour,
Quelle est ta question? Quel problème rencontres-tu?

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:13

Je ne vois pas quelle démarche prendre pour répondre au problème.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:15

Bonjour,

vu que tout est déja prémaché dans l'énoncé lui-même tu n'as plus qu'à étudier la fonction de r :
S(r) = 2pi.(V/(pi.r) + r^2) = 2pi.(1/(pi.r) + r^2)
dérivée, variations etc

nota : les parenthèses en rouge ajoutées sont obligatoires sinon ça veut dire \dfrac{V}{\pi}\cdot r

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:15

Pour être plus précise j'ai essayé plusieurs démarches mais aucunes ne me semble correct surtout que toutes me donne un rayon négatif.

Posté par
vaelis
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:16

La première étape est de choisir une unité de longueur.
Rappel : 1L=1dm3

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:17

Donc je développe, je dérive et j'étudie les variations ? Cela me donnera une ou des solutions et après ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:18

"j'ai essayé plusieurs démarches"
le règlement Sujet ancien- ne plus donner ce lien-merci dit :
4. Ne PAS DONNER SON ENONCE BRUT, écrire également les pistes de réflexion, les problèmes rencontrés, RECOPIER SES RECHERCHES ,

si tu ne dis pas précisément ce que tu as essayé ...

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:21

Désolé. J'ai essayé d'isoler r et h avec la formule du volume et ensuite de remplacer r et h par les résultats dans la formule de la surface.

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:23

J'ai développé S ce qui m'a donné :
S= 2V/r + 2pi.r^2
Est ce correct ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:24

"Cela me donnera une ou des solutions et après"
bein, c'est bien des solutions qu'on cherche non ??
quand tu as ta ou tes solutions c'est fini.

reste à savoir des solutions de quoi ...
ça veut dire quoi pour une fonction avoir un minimum ?


"J'ai essayé d'isoler r et h avec la formule du volume et ensuite de remplacer r et h par les résultats dans la formule de la surface."
ça c'est déja fait par l'énoncé

c'est ça qui donne S = 2pi.(V/(pi.r) + r^2) fournie directement par l'énoncé

et la suite est d'étudier cette fonction etc ...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:25

développé ou pas c'est pareil.

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:26

Ah d'accord donc quand j'aurais mon tableau de variations, le minimum dans mon tableau sera la réponse ?

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:30

Dérivée la fonction donne cela :
S'(r)= 2/r^2 + 4pi.r
Est ce exact ?

Posté par
vaelis
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:32

Maraes @ 04-01-2018 à 12:30

Dérivée la fonction donne cela :
S'(r)= 2/r^2 + 4pi.r
Est ce exact ?

Non.

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:35

S'(r)= 2/r^2 + 2r  ??
Je ne vois pas sinon ce que ça peut être

Posté par
vaelis
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:40

Quelle est la dérivée de x \mapsto \dfrac{1}{x} ?

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:43

-1/[sup][/sup] donc c'est -2/r^2 + 4pi.r  ??

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:44

-1/x^2

Posté par
vaelis
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 12:45

Maraes @ 04-01-2018 à 12:43

donc c'est -2/r^2 + 4pi.r  ??

Oui.
Mais je répète qu'il faut choisir une unité de longueur pour r avant de faire tout ce calcul.

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 13:11

En cm c'est le mieux je pense

Posté par
vaelis
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 13:13

Maraes @ 04-01-2018 à 13:11

En cm c'est le mieux je pense

Si r est en cm alors tu ne peux pas remplacer V par 1 car V n'est pas égal à 1 cm3

Posté par
mathafou Moderateur
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 13:16

moi je dirais en dm mais bon, chacun son choix
le principal est d'en faire un, de le dire explicitement et d'en tirer les conséquences sur les valeurs numériques utilisées dans les calculs...

va pour les cm si tu veux.
le volume devra alors être exprimé en cm3 et l'aire en cm2 ...

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 13:17

Du coup V = 1000 cm^3

Posté par
mathafou Moderateur
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 13:18

retour sur la fonction à étudier qui est
S(r) = 2pi.(V/(pi.r) + r^2)

Posté par
mathafou Moderateur
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 13:20

oui, en cm3 V = 1000 et donc la fonction à étudier devient ?
et tu n'as plus qu'à poursuivre les calculs après correction.

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 13:42

Du coup S(r) = 2pi.(1000/(pi.r) +r^2) et la dérivée du coup c'est S'(r) = -2/r^2 + 4pi.r

Posté par
mathafou Moderateur
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 13:47

où est passé ton facteur 1000 ?

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 13:51

La dérivée de 2V/r c'est -2/r^2 ou -2V/r^2 ?

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 13:52

La dérivée est -2000/r^2 + 4pi.r  ??

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 14:02

J'ai trouvé r = 5,42 comme solution

Posté par
mathafou Moderateur
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 14:07

oui pour la dérivée
oui pour le résultat final (en cm)

à condition de l'avoir justifié explicitement dans la rédaction
(tableau de variations etc)

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 14:08

Au final j'ai trouvé que pour une surface minimale de 554cm^2, la boîte aura pour rayon r= 5,42cm et comme hauteur h= 11cm et à un volume de 1000cm^3

Posté par
Maraes
re : Problème bac blanc 04-01-18 à 14:09

Le tableau de variation a été fait
Merci beaucoup pour votre aide !



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