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Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues

Posté par
Milkachat
20-09-10 à 15:28

Bonjour!
J'ai un petit problème pour mon DM, j'aimerais savoir si vous pouviez m'aider.

On souhaite réaliser un profil du type de celui-ci ( Voir image. )

Pour l'arc AB: Les points A et B sont imposés ( A (1;0) et B (3;3) ) ainsi que les coefficients directeurs des tangentes en ces points: -1 en A et 1 en B.

Il s'agit de déterminer une fonction f, polynôme du troisième degré satisfaisant à ces contraintes. Pour cela on sera amené à résoudre un système de 4 équations à 4 inconnues, ce qui devra être fait conformément à la méthode décrite page 367 (Il s'agit de résoudre un système linéaire par la méthode de Gauss ) .

Donc mon problème est que je ne comprend pas comment trouver les 4 équations à partir de ce qu'on a déjà, et quelles seraient les 4 inconnues ? Car dans le livre il n'y en a que 3, et les équations sont déjà données.
Donc si vous pouviez m'aider ! Merci beaucoup .

Résolution d\'un système de 4 equations à 4 inconnues

Posté par
lafol Moderateur
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 20-09-10 à 15:32

Bonjour

f(x) = ax^3 + bx² + cx + d : 4 inconnues

Citation :
Les points A et B sont imposés ( A (1;0) et B (3;3) ) ainsi que les coefficients directeurs des tangentes en ces points: -1 en A et 1 en B.


f(1) = 0 (passer par A), f(3)=3 (passer par B),
f'(1)=-1, f'(3)=1 (les coeffs directeurs des tangentes)

voilà pour les 4 équations

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 20-09-10 à 15:46

Soit f(x) = ax³ + bx² + cx + d avec x compris dans [1 ; 3]  la fonction représentant la partie AB de la courbe.

f '(x) = 3ax² + 2bx + c.

Les contraintes de l'énoncé permettent d'écrire:

f(1)=0
f(3) = 3
f '(1) = -1
f '(3) = 1

a + b + c + d = 0
27a + 9b + 3c + d = 3
3a + 2b + c = -1
27a + 6b + c = 1

Système qu'il suffit de résoudre ...

On trouve: a = -0,75 ; b = 5 ; c = -8,75 et d = 4,5

Donc la fonction représentant la partie AB de la courbe est : f(x) = -0,75.x³ + 5.x² - 8,75.x + 4,5 pour x dans [1 ; 3]
-----
Sauf distraction.  

Posté par
Milkachat
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 20-09-10 à 16:00

Super !!! Merci beaucoup pour la rapidité de vos réponses!

J'ai juste une dernière question, comment faites vous pour trouver f'(1)=-1 et f'(3)=1 ??

Encore merci !

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 20-09-10 à 16:07

Essaie de retrouver dans ton cours ce qu'implique :

"les coefficients directeurs des tangentes en ces points: -1 en A(1;0) et 1 en B(3;3)".

Et quand tu auras trouvé, tu comprendras d'où viennent:
f'(1)=-1 et f'(3)=1

Posté par
Milkachat
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 20-09-10 à 16:11

J'ai une autre question, est ce que cette méthode à un rapport avec la méthode de Gauss ?

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 20-09-10 à 16:51

La méthode de Gauss est une "technique" parmi plein d'autres qui permet de trouver les solutions d'un système d'équations tel que celui trouvé auquel on arrive dans cet exercice.

Je suppose que tu as vu cette "méthode" au cours et il faut donc que tu l'appliques à la résolution du sytème :

a + b + c + d = 0
27a + 9b + 3c + d = 3
3a + 2b + c = -1
27a + 6b + c = 1

Je t'ai donné les solutions ... mais il te reste à les retrouver en utilisant la méthode imposée.
  

Posté par
Milkachat
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 20-09-10 à 17:51

C'est bien le problème : Je n'ai PAS vu encore cette méthode en cours. Notre prof nous donne des DM spéciaux.

Mais merci, tu m'as beaucoup aidé pour cette première partie.

Posté par
Milkachat
Prouver qu'une courbe à un centre de symétrie. 22-09-10 à 16:42

Bonjour. J'ai toujours un problème pour mon DM.
Alors, la question est : "Prouver que la représentation graphique Cf de f sur a un centre de symétrie."
On a une courbe ( voir image ) avec A (1;0) et B (3;3). On a aussi les coefficients directeurs des tangentes en ces points: -1 en A et 1 en B.

Je ne trouve pas quel pourrait être la méthode qu'on pourrait utiliser. Si vous pouviez m'aider svp... Merci !

Prouver qu\'une courbe à un centre de symétrie.

*** message déplacé ***

Posté par
Tom_Pascal Webmaster
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 22-09-10 à 16:43

Bonjour, ca semble être le même exercice, non ?
Si oui, poursuis dans ce topic. (un topic = un exercice), merci.

Posté par
Milkachat
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 22-09-10 à 16:48

Ha oui Pardon Je continue ici.

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 23-09-10 à 09:31

On a trouvé f(x) = -0,75.x³ + 5.x² - 8,75.x + 4,5 pour x dans [1 ; 3] pour l'arc AB.

Si on étudie la fonction : f(x) = -0,75.x³ + 5.x² - 8,75.x + 4,5 pour x dans R.
---

f(a+x) = -0,75.(a+x)³ + 5(a+x)² - 8,75.(a+x) + 4,5
f(a+x) = -0,75.(a³+3a²x+3ax²+x³) + 5(a²+2ax+x²) - 8,75.a - 8,75x + 4,5

f(a-x) = -0,75.(a-x)³ + 5(a-x)² - 8,75.(a-x) + 4,5
f(a-x) = -0,75.(a³-3a²x+3ax²-x³) + 5(a²-2ax+x²) - 8,75.a + 8,75x + 4,5
  
f(a+x) + f(a-x) = -0,75.(a³+3a²x+3ax²+x³) + 5(a²+2ax+x²) - 8,75.a - 8,75x + 4,5 - 0,75.(a³-3a²x+3ax²-x³) + 5(a²-2ax+x²) - 8,75.a + 8,75x + 4,5
f(a+x) + f(a-x) = -0,75.(a³+3ax²) + 5(a²+x²) - 8,75.a  + 4,5 - 0,75.(a³+3ax²) + 5(a²+x²) - 8,75.a + 4,5
f(a+x) + f(a-x) = -1,5.(a³+3ax²) + 10(a²+x²) - 17,5.a  + 9
f(a+x) + f(a-x) = -1,5.a³ + 10a² + (10- 4,5a)x² - 17,5.a  + 9
  
S'il y a un centre de symétrie, on peut trouver une valeur de a telle que f(a+x) + f(a-x) = K (constante) pour toute valeur de x.

--> il faut 10-4,5a = 0 (pour que f(a+x) + f(a-x) ne dépende pas de x)

a = 10/4,5 = 100/45 = 20/9

Et donc la courbe représentée par f(x) = -0,75.x³ + 5.x² - 8,75.x + 4,5 pour x dans R a un centre de symétrie, ses coordonnées sont (20/9 ; f(20/9))
-----
Sauf distraction.  

Posté par
lafol Moderateur
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 23-09-10 à 10:55

Bonjour
l'énoncé a-t-il été recopié exactement au mot et à la lettre près ? le graphe de la fonction trouvée correspond tellement peu au profil , la lettre C n'intervient nullement dans les contraintes, je me pose la question !
n'était-ce pas plutôt C(3,3) ? et coeff directeurs des tangentes -1 en A et en C?

Posté par
Milkachat
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 23-09-10 à 16:24

Merci beaucoup J-P !!


Citation :
Bonjour
l'énoncé a-t-il été recopié exactement au mot et à la lettre près ? le graphe de la fonction trouvée correspond tellement peu au profil , la lettre C n'intervient nullement dans les contraintes, je me pose la question !
n'était-ce pas plutôt C(3,3) ? et coeff directeurs des tangentes -1 en A et en C?

Oui, la courbe ne représente pas ma fonction, car c'est un profil type, qui était dans l'énoncé.
Et nous n'avons aucune valeur pour C, tout a bien été recopié.

Posté par
Milkachat
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 23-09-10 à 16:37

J-P, en fait je ne comprend pas ta façon de trouver le centre de symétrie, car pour moi le centre de symétrie, c'est B, et B n'a pas pour coordonnées (20/9; f(20/9) !

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 23-09-10 à 16:45

Salut Lafol,

Il ne faudrait s'étonner de rien.

Une moyenne de 2 erreurs par énoncé doit être assez proche de la moyenne.  

On trouverait alors (sauf erreur de ma part) que : f(x) = -1,25.x^3 + 7,5.x^2 - 12,25.x  + 6 sur [1 ; 3]

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 23-09-10 à 16:48

Milkachat

Ce serait B si l'énoncé était celui proposé par Lafol le 23-09-10 à 10:55.

Cet énoncé est différent du tien.

Commence donc par suivre les conseils de Lafol et vérifie ton énoncé ... Plutôt 2 fois qu'une.

Posté par
Milkachat
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 23-09-10 à 16:49

Moi, en utilisant la méthode de Gauss, j'avais trouvé les mêmes valeurs que tu avait trouvé au début !

Posté par
Milkachat
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 23-09-10 à 16:53

Je l'ai devant moi l'énoncé, et je n'ai aucune valeur pour C !
J'ai une question 4, où il est dit " C est symétrique de A par rapport à B". N'ai-je pas des raisons de croire que B est centre de symétrie ?!

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 23-09-10 à 17:32

Ne pas confondre:

B est centre de symétrie de la courbe AC.
Mais B n'est pas le centre de symétrie de la courbe f(x) telle qu'on la trouve à partir de ton énoncé initial.
Or on te demande le centre de symétrie de f(x) sur R et pas le centre de symétrie de la courbe AC.

6$ MAIS, il est plus que probable que ces 2 points (centre de symétrie de f(x) et celui de la courbe AC) devraient être les mêmes.

Ceci serait le cas si l'énoncé était "corrigé" comme l'a suggéré Lafol ...

Et c'est ce qu'on te dit et redit depuis plusieurs messages ... Il y a de fortes chances qu'il y ait une erreur dans l'énoncé initial.

Posté par
Milkachat
re : Résolution d'un système de 4 equations à 4 inconnues 23-09-10 à 20:26

D'accord j'ai compris la différence, mais non il n'y a pas d'erreurs dans l'énoncé initial.
Merci pour ton aide.



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