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Niveau seconde
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Sangaku très difficile.

Posté par
Dayin
15-10-12 à 16:38

Une boule et un cochonnet sont placés dans une boîte carrée de côté 27 cm. Le rayon de la boule est 4 fois celui du cochonnet. Quels sont leurs rayons respectifs ?

Voilà l'image :

Sangaku très difficile.


Bon, j'ai commencé le début mais je suis perdu.

Pouvez vous m'aider ?

Je sais qu'il y a un forum mais mon prof a également dit que ce n'était pas ça.

J'ai également fait un truc de mon côté :

(4x x)/2

Mais je ne pense pas que ce soit la réponse.

Posté par
Yzz
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 16:45

Salut,
Par raison de symétrie, on peut caser un autre cochonnet dans le coin supéreur droit.
On a alors : 2r+2R+2r = diagonale de la boîte. Et de plus, R=4r.

Posté par
Yzz
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 16:47

Non. Mon raisonnement est faux, sauf si la boule est aussi tangente à la boîte en haut...

Posté par
Dayin
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 16:48

Ah mas je peux te dire ou tu sors le 2 ?

Posté par
plvmpt
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 16:53

bonjour à vous,

regardez ici Sangaku

Posté par
Dayin
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 16:54

Merci vous êtes sympas, si je ne comprends je vous le dirait.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 17:10

Bonjour,

Non, cela ne fait pas la diagonale de la boite...

mais le problème n'est de toute façon pas clair du tout sur la position des deux boules.
et qu'est une "boite carré" ?? une boite cubique ?
un parallélépipède à base carrée de hauteur indéterminée ?
etc ...
Ne pas oublier non plus qu'on est en 3D là : une boule, ce n'est pas des pièces de monnaie dans un carré !

Posté par
plvmpt
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 17:13

salut mathafou,

voir le lien que j'ai mis à 16h53

Posté par
Dayin
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 17:25

Bizarre, je n'arrive pas à comprendre où placer C dans le topic que vous m'avez montré.

Posté par
Dayin
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 17:37

Ben je ne sais pas trop si c'est en 3D ou en 2D Mais vu le dessin, je dirais 2D, donc je ense que nous allons en 2D

Posté par
mathafou Moderateur
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 17:37

salut plvmpt
vu après coup.
en fait le problème est très mal posé car ce ne sont pas des boules mais des disques donc ... sur une tranche de boite.

de toutes façon après investigation, il apparait que la boule maximum que l'on peut caser dans une boite cubique est bien entendu de rayon moitié, et qu'il y a largement la place pour mettre dans les coins un cochonnet de rayon > 1/4 de la boule sans qu'elles ne se touchent.

Posté par
LeDino
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 17:45

L la distance totale à trouver (L=27).
r petit rayon.
R grand rayon (R=4r).
X la distance horizontale entre les centres des deux cercles.
L = R + X + r

Pythagore :
X² + (R-r)² = (R+r)²
X² = 4rR = R²
X = R = 4r
L = 9r = 27
r = 3  et  R = 12

NB:  Mathafou a raison : l'énoncé est mal posé...

Posté par
LeDino
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 17:47

On pose une pièce 2€ (R) à coté d'une pièce de 1 centime (r=R/4) serait plus conforme...

Posté par
LeDino
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 18:02

Sangaku très difficile.

Posté par
Dayin
re : Sangaku très difficile. 15-10-12 à 18:03

Merci LeDino pour ta réponse qui est claire

Posté par
Dayin
re : Sangaku très difficile. 16-10-12 à 18:41

Tu peux me refaire le calcul car je ne comprends pas trop comment tu as fais.

Posté par
LeDino
re : Sangaku très difficile. 16-10-12 à 20:00

Vois-tu le triangle rectangle qui relie les centres des deux cercles (il n'y en a qu'un sur la figure).

Ses cotés sont :
X      pour la base (horizontale),
R-r   pour la hauteur (verticale),
R+r   pour l'hypoténuse (grand coté, reliant les centres des cercles)

D'après Pythagore :  (R+r)² = X² + (R-r)²

Jusque là ça va ?

Posté par
Dayin
re : Sangaku très difficile. 16-10-12 à 20:22

Oui ensuite ?

Posté par
LeDino
re : Sangaku très difficile. 16-10-12 à 20:43

(R+r)² = X² + (R-r)²

  R² + 2Rr + r² = X² + R² - 2Rr + r²
  X² = R² + 2Rr + r² - R² + 2Rr - r²
  X² = 2Rr + 2Rr
  X² = 4Rr

Comme :  R = 4r,   X² = R.4r   X² = R²   X = R
Comme :  L = R + X + r    L = 4r + 4r + r = 9r

L = 27 = 9r
r = 3  
R = 12

Posté par
Dayin
re : Sangaku très difficile. 16-10-12 à 20:48

Merci

Posté par
LeDino
re : Sangaku très difficile. 16-10-12 à 20:50

Posté par
PhuongMy
re : Sangaku très difficile. 09-11-12 à 16:24

Bonjour j'ai exactement le même exercice à faire mais je ne comprends pas comment tu es passé de
(R+r)² = X² + (R-r)²      à       R² + 2Rr + r² = X² + R² - 2Rr + r²
Peux-tu m'éclaircir stp?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Sangaku très difficile. 09-11-12 à 16:48

Bonjour,

?? identité remarquable (a+b)² = a² + 2ab + b² et sa collègue (a-b)² = a² - 2ab + b²

Posté par
PhuongMy
re : Sangaku très difficile. 09-11-12 à 17:35

Ah oui je n'avais pas fait attention, merci beaucoup

Posté par
al-khawarizmi
re : Sangaku très difficile. 26-02-13 à 13:34

Moi j'ai réussi à le résoudre avec thalès, pythagore et la tangente sans utiliser la petite boule.Je suis tombé sur 5,9 pour le rayon de la grosse boule (j'avais fait des arrondis).

Posté par
mathafou Moderateur
re : Sangaku très difficile. 26-02-13 à 14:07

si tu n'as pas utilisé la petite boule, c'est donc faux.
si tu veux, tu peux détailler ta figure et tes calculs, qu'on te montre c'est faux...

Posté par
al-khawarizmi
re : Sangaku très difficile. 27-02-13 à 13:32

C'est assez compliqué :
Déjà je me suis dit que puisque le cercle est tangent au carré, si on trace la diagonale du carré elle coupe le centre du cercle.(j'ai représenté en noir)
Elle passe donc par le milieu O diamètre du cercle (en rouge).Ensuite j'ai tracé en vert des lignes pour appliquer thalès.
Là il me reste à calculer les distances qu'il me manque :
Je sais déjà qu'il y a un rapport de : 4x(diamètre)/27  <=> MN/BC
Ensuite : il est facile de prouver que ON=AN=2x
donc :  AN/AC=2x/AC=4x/27
<=>     2x/13,5
AC mesure donc 13,5 cm. Après j'utilise pythagore pour calculer AB (triangle ABC ), je trouve 30,19 cm. Ensuite je calcule AM en fonction de x avec pythagore dans le triangle AMN : AM=2x*5^0,5(racine).
Après j'ai : 4x/27=2x*(racine de 5)/30,19=2x/13,5=4x/27
ensuite je trouve x avec la règle de 3 : 2x= (13,5*30,19)/27
                                          x=15/2
                                           =7,5
je m'étais en fait trompé ici, en faisant 13,5*27)/30,19

Sangaku très difficile.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Sangaku très difficile. 27-02-13 à 14:17

Citation :
Je sais déjà qu'il y a un rapport de : 4x(diamètre)/27 <=> MN/BC

cette phrase est déja :
1) incompréhensible (le diamètre de quoi ?)
2) on ne met pas du texte à l'intérieur d'une formule
on écrit "soit x le diamètre (de quoi ??)"
puis 4x/27 ...
3) mais comme il n'y a aucune égalité dans cette phrase, mathématiquement elle ne rime à rien. on ne sait pas ce que le "4x/27" représente ni à quoi pourait bien être égal MN/BC
<=> ça ne veut pas dire =

4) un voeu pieux. "Je sais" que rien du tout . "J'imagine que" ...
la simple donnée du problème ne permet absolument pas d'écrire quoi que ce soit sur ces rapports directement.

Sans préjuger d'autres erreurs ensuite, hein, je n'ai pas regardé puisque déja le point de départ n'a aucun sens
Les valeurs exactes des rayons des deux boules ont été données par LeDino
Toute autre valeur est le résultat d'une erreur de calcul ou d'une erreur de principe même.
Ici ta supposition sur le rapport MN/BC qui serait directement donné par le rapport des deux rayons ou de je ne sais quoi.
En fait ce rapport MN/BC c'est la conclusion des calculs, pas leur point de départ.
Une fois qu'on a trouvé les rayons, on en déduit que ... MN/BC = 8/9
(rayon de la grosse boule = 12, diamètre = MN = 24
largeur de la boite BC = 27, MN/BC = 24/27 = 8/9)

Posté par
al-khawarizmi
re : Sangaku très difficile. 27-02-13 à 15:28

Oui, c'était pas clair désolé et merci beaucoup de répondre : 4x c'est tout simplement le diamètre du grand cercle et je sais qu'on ne met pas de texte dans une formule...
Le rapport 4x/27 c'est avec le th. de Thalès sachant que MN//BC et BM et CM sont sécantes en A.

Posté par
al-khawarizmi
re : Sangaku très difficile. 27-02-13 à 15:32

La diagonale que j'ai tracé au début, elle sert à rien du tout au fait

Posté par
mathafou Moderateur
re : Sangaku très difficile. 27-02-13 à 16:09

OK donc x c'est le diamètre du petit cercle. et l'énoncé dit bien que le grand est 4 fois le petit.

donc tu peux écrire MN/BC = 4x/27 tout simplement parce que MN = 4x et BC = 27, d'accord.
Il n'y a aucun Thales ni parallèles là dedans.

ensuite.
ON = AN = 2x OK
AN/AC = 2x/AC = 4x/27 OK il est là Thales : AN/AC = MN/BC

<=> 2x/13,5 cette ligne ne veut rien dire "équivaut à un nombre" ça ne veut rien dire du tout...

AC mesure donc 13,5 cm OK 2x/AC = 4x/27 donne AC = 27/2 après simplification.

Pythagore pour calculer AB (triangle ABC ), je trouve 30,19 cm OK
(AB = BC\frac{\sqrt{5}}{2})

Citation :
Ensuite je calcule AM en fonction de x avec Pythagore dans le triangle AMN : AM=2x*5^0,5(racine).
Après j'ai : 4x/27=2x*(racine de 5)/30,19=2x/13,5=4x/27
encore un truc pas lisible.

AM² = AN² + MN² = (2x)² + (4x)² = 20x² et donc AM = 2x\sqrt{5}
OK

AN/AC = MN/BC = AM/AB (suite de Thalès)
\dfrac{4x}{27} = \dfrac{2x\sqrt{5}}{\frac{27\sqrt{5}}{2}} = \dfrac{4x}{27}
certes, mais cela apporte-t-il quelque chose ??? 4x/27 = 4x/27, tout à fait ça tourne en rond...

Citation :
ensuite je trouve x avec la règle de 3 : 2x= (13,5*30,19)/27

quelle règle de trois ??? où ça ???
de la dernière relation tu ne peux rien tirer du tout.
la voila l'erreur ! affirmer qu'on pourrait obtenir x de ça !!

tu ne peux obtenir que 2x = 4x/2 tu as oublié un x dans un de tes membres de ta "règle de trois" !!
et effectivement x = x excellente nouvelle !

en fait tu tournes autour de Thales en le triturant dans tous les sens pour sortir des identités sans intéret, ce qui permet à la moindre faute d'inattention d'obtenir ce qu'on croit être "un résultat"...
sans jamais faire intervenir l'info indispensable : que la petite boule est tangente dans le coin à la boite, et à la grosse boule.
Il est bien évident que si tu supprimes cette contrainte, autant dire que la petite boule n'existe pas du tout !

Posté par
al-khawarizmi
re : Sangaku très difficile. 27-02-13 à 16:34

Tout à fait d'accord, j'ai un peu fait n'importe quoi mais comme par "coïncidence" je suis tombé sur le même résultat j'ai cru automatiquement que c'était juste...
Merci pour ton aide en tout cas, j'ai compris mon erreur

Posté par
mathafou Moderateur
re : Sangaku très difficile. 28-02-13 à 08:37

ah bon ?
résultat valide :
L = 27 = 9r
r = 3
R = 12

tes valeurs :
x = 7.5 au lieu de x = 2r = 6

tu trouves ce que tu crois être un résultat, mais que tu aurais aussi bien pu obtenir en divisant le carré de pi par le nombre d'or, hein ...

Posté par
al-khawarizmi
re : Sangaku très difficile. 03-03-13 à 22:50

J'étais tombé sur 6 avant d'écrire le message et en refaisant les calcules j'ai trouvé 7,5.

P-S: Tu devrais revoir ta façon de parler au gens...Je ne demande qu'à apprendre moi, ça sert à rien de revenir à la charge j'ai compris.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Sangaku très difficile. 03-03-13 à 23:35

mais 7.5 est faux...

Posté par
Camillebt
re : Sangaku très difficile. 02-11-16 à 15:24

Bonjours, je n'est pas compris comment vous trouver
R= 12
r= 3

Posté par
mathafou Moderateur
re : Sangaku très difficile. 02-11-16 à 15:34


tout est dans le message de LeDino du 15-10-12 à 17:45 et à 18:02 pour la figure correspondante

tout le reste et du baratin autour (autour de "énoncé mal posé", de calculs faux et d'erreurs de calculs etc).



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