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Trouver un rayon avec peu de données

Posté par
Eripsa
27-04-18 à 19:05

Bonjour,

J'ai un DM à rendre pour le jour de la rentrée (lundi 30 avril) et je suis bloquée au dernier exercice qui est composé d'une seule question.

En voici l'énoncé :
On a tracé ci-dessous un triangle ABC ainsi que son cercle \textsl{C} de centre I et de rayon r.
Déterminer r.

Je vous remercie d'avance pour votre aide

Trouver un rayon avec peu de données

Posté par
Priam
re : Trouver un rayon avec peu de données 27-04-18 à 19:16

Une idée : calculer l'aire du triangle de deux manières différentes.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Trouver un rayon avec peu de données 27-04-18 à 19:16

Bonjour,

parmi "l'arsenal" dont on dispose pour résoudre ça :

- calculer le 3ème côté ? (par exemple Al Kashi ?)
- calculer l'aire (une formule avec sinus ?)
- prouver que dans tout triangle l'aire est égale au produit du demi périmètre par le rayon du cercle inscrit, donnera donc le rayon r
- formules donnant la position des points de contact du cercle inscrit en fonction des côtés du triangle, puis tangente de l'angle B/2 donnera le rayon r

etc

à toi de voir ce qui te parle là dedans

Posté par
hekla
re : Trouver un rayon avec peu de données 27-04-18 à 19:17

Bonjour

r est le rayon du cercle inscrit

on a \mathcal{A}_{ABC}=\dfrac{1}{2}\text{BC}\times\text{BA} \sin \widehat{B}=pr

\mathcal{A}_{ABC} est l'aire du triangle  et p le demi-périmètre

Posté par
Eripsa
re : Trouver un rayon avec peu de données 27-04-18 à 19:46

Merci Priam, mathafou et hekla pour vos réponses

J'ai maintenant AC=21
Et donc :\mathcal{A}_{ABC}=53
Si vous pouvez vérifiez mes calculs, ce serait génial

Cependant, je ne comprends pas d'où sort le \mathcal{A}_{ABC}=pr

Pouvez-vous me l'expliquer svp ?

Merci encore pour le temps que vous passez pour me répondre

Posté par
mathafou Moderateur
re : Trouver un rayon avec peu de données 27-04-18 à 19:52

l'aire de ABC est la somme des aires de IAB, IBC et ICA

Posté par
Eripsa
re : Trouver un rayon avec peu de données 27-04-18 à 21:22

mathafou @ 27-04-2018 à 19:52

l'aire de ABC est  la somme des aires de IAB, IBC et ICA


Merci pour cette réponse, mais je ne saisis toujours pas le lien ^^'

Pourriez-vous m'explciter en détail svp ? Je suis désolée d'être un peu lente à la détente ^^'

Posté par
mathafou Moderateur
re : Trouver un rayon avec peu de données 27-04-18 à 21:32

bein il faudrait peut être les tracer ces triangles là, et remarquer quelle est leur hauteur et leur base qu'il faut choisir (choix évident) pour calculer leur aire (en littéral bien entendu !!) et en faire la somme ...
quant à le fait que cette somme est l'aire de ABC c'est évident une fois que tu les auras tracés !

Posté par
Eripsa
re : Trouver un rayon avec peu de données 28-04-18 à 15:59

mathafou @ 27-04-2018 à 21:32

bein il faudrait peut être les tracer ces triangles  là, et remarquer quelle est leur hauteur et leur base qu'il faut choisir (choix évident) pour calculer leur aire (en littéral bien entendu !!) et en faire la somme ...
quant à le fait que cette somme est  l'aire de ABC c'est évident une fois que tu les auras tracés !

Bonjour,

Cela je l'avais compris. Ma question était quel est le rapport entre
hekla @ 27-04-2018 à 19:17

\mathcal{A}_{ABC}=\dfrac{1}{2}\text{BC}\times\text{BA} \sin \widehat{B}=pr
et
mathafou @ 27-04-2018 à 19:52

l'aire de ABC est  la somme des aires de IAB, IBC et ICA

Je m'excuse encore une fois de vous importuner avec mon incompréhension ^^'

Posté par
Priam
re : Trouver un rayon avec peu de données 28-04-18 à 16:09

Relis mon message de 19h16.

Posté par
hekla
re : Trouver un rayon avec peu de données 28-04-18 à 16:13

\mathcal{A}_{IAB}=\dfrac{1}{2}AB\times r

\mathcal{A}_{IAC}=\dfrac{1}{2}AC\times r

\mathcal{A}_{IBC}=\dfrac{1}{2}BC\times r

total \mathcal{A}_{ABC}=\dfrac{1}{2}(AB+AC+BC)\times r

soit pr p est le demi-périmètre

on a bien deux façons de calculer l'aire du triangle ABC

Posté par
mathafou Moderateur
re : Trouver un rayon avec peu de données 28-04-18 à 16:24

parce que tu n'as pas les étapes intermédiaires (c'était à toi de les trouver en réfléchissant à ce qu'on te dit et pas en t'hypnotisant sur cette formule)
"l'aire de ABC = la somme des aire" est le début de la démonstration que l'aire de ABC est égale à pr et c'est tout.
indépendamment de 1/2 AB.BC.sin(B)


aire de ABC = 1/2 AB.BC sin B point final , c'est une des nombreuses façons de calculer l'aire d'un triangle (preuve avec la trigo dans le triangle rectangle avec la hauuteur issue de A par exemple, faire une figure)

d'autre part on a aussi (c'est une autre façon de calculer l'aire d'un triangle)
Aire de ABC = somme des aires de IAB, IBC et IAC = (AB+BC+AC)*(quoi ?)
et donc Aire de ABC = p.r avec p le demi-périmètre de ABC et r le rayon du cercle inscrit

comme ces deux expressions représentent toutes deux l'aire de ABC, elles sont donc égales :
[Aire de ABC = ] 1/2 AB.BC sin(B) = p.r

et là dedans tout est connu sauf r
donc ça permet de calculer r, qui est ce qu'on cherche

Posté par
mathafou Moderateur
re : Trouver un rayon avec peu de données 28-04-18 à 16:26

le produit par "quoi?" et la factorisation complètement faites par hekla entre temps.

Posté par
Eripsa
re : Trouver un rayon avec peu de données 28-04-18 à 17:34

Aaaaaah ! Je viens de comprendre...
Merci encore une fois mathafou, hekla et Priam pour votre aide

Posté par
Eripsa
re : Trouver un rayon avec peu de données 29-04-18 à 00:31

Bonsoir,

Finalement, j'ai trouvé
r = (3(21) - 7)/2
Pourriez-vous me confirmer ma réponse svp ?

Merci

Posté par
hekla
re : Trouver un rayon avec peu de données 29-04-18 à 10:41

ce n'est pas ce que je trouve

\mathcal{A}_{ABC}=\dfrac{1}{2}\text{BC}\times\text{BA} \sin \widehat{B}=\dfrac{1}{2}\times 5\times 4\times \dfrac{\sqrt{3}}{2}=5\sqrt{3}


AC^2=AB^2+BC^2-2AB\times BC \times \cos \left(\dfrac{\pi}{3}\right)=16+25-2\times 4\times 5\times \dfrac{1}{2}=21

AC=\sqrt{21}\qquad p=\dfrac{1}{2}\left(4+5+\sqrt{21}\right)

r=\dfrac{10\sqrt{3}}{9+\sqrt{21}}=\dfrac{3\sqrt{3}-\sqrt{7}}{2}

Posté par
Eripsa
re : Trouver un rayon avec peu de données 29-04-18 à 19:33

Ah oui, en effet... En relisant ma copie, je me suis aperçue que j'ai fait une erreur de calcul

Merci beaucoup pour m'avoir guidé durant cet exercice !



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