Bonjour,
Voici un petit exercice qui pourrait vous distraire malgré la canicule.
Il est inspiré d'un sujet posté par un inscrit récent et prolifique : Disques qualifiés ?
Une plaque rectangulaire a pour dimensions a et b , avec a b .
On veut y découper deux disques de rayon R. Quelle est la valeur maximum de R ?
J'ai une réponse, mais ma méthode pour l'obtenir n'est sans doute pas la plus simple ni la plus élégante.
La figure jointe permet de fixer les noms de quelques points.
Blankez vos réponses SVP
Oui, c'est une expression du rayon maximum en fonction de a et b que j'ai cherchée.
Effectivement, si a 2b alors le rayon maximum est b/2 .
C'était une partie de la réponse que j'ai trouvée. Reste à traiter a < 2b
@mijo : Un R de disque, compact ou 78 tours ?
salut
si la droite (IJ) est parallèle à la droite (AB) alors on a :
4r a et 2r b donc r Min (a/4, b/2)
...
PS : j'introduis peut-être (et même évidemment plus de choses que nécessaire)
je n'aime pas les rectangles (et plus généralement les polygones) dextrogyres donc je propose ma figure ... et les notations et simplifications suivantes pour donner une direction :
ensuite pour les simplifications :
je pose b = AD = 1
AB = k (= a/b) > 1
ensuite évidemment si on veut un rayon r maximal il faut :
que les cercles soient tangents
que les cercles soient "tangents aux côtés" (je me comprends et j'espère vous aussi )
quitte à considérer le point B' tel que (A, B', D) soit orthonormé alors :
les coordonnées de I sont (r, r)
les coordonnées de J sont (a, b)
alors les coordonnées des points E, F, G, H, K, L, M et N sont connues
et on a :
(1)
et
(2)
mais donc
(1)
(2)
le rayon est maximal lorsque l'une (au moins) des inégalités est une égalité (et fort probablement les deux intuitivement évident ... mais attention à son intuition ...)
d'autre part
or puisque'on veut un rayon maximal on a :a = k - r et b = 1 - r
donc r est solution de l'équation
sans aucune certitude ...
je dirai même plus : intuitivement la probabilité que je me soit trompé n'est presque surement pas nulle ...
Ta formule marche pour k = 2 ; elle donne 1/2 comme rayon maximum.
Mais, avec un carré, on a k=1 et ta formule donne 1/3 . Bof...
N'oubliez pas de blanker
Ci-dessous, aussi pour mijo, le rayon maximum pour un carré de côté a :
bon après m'être occupé du jardin et des tomates je reviens :
Oui, mais c'est bon pour les tomates
Sauras-tu optimiser leur rangement dans un cageot ... sans les écraser ?
OK dpi.
Après tes polygones dans un carré, je vais bientôt proposer trois disques dans un carré
Je me suis enfin décidée à me replonger dans Géoplan pour pouvoir faire des figures...
Bonjour Sylvieg
Pour trois disques dans un carré, je propose la configuration suivante (réalisée avec"atelier de géométrie" :
Quelle rapidité !
J'évoque à peine une future énigme, je pars me promener malgré la chaleur, et des solutions sont déjà proposées
@royannais,
Je trouve le même résultat avec la même configuration.
Mais je ne sais pas démontrer que c'est la meilleure
@LittleFox,
Je n'avais envisagé que le cas du carré. Pourquoi pas plus général.
Pour a = b , tu trouves a/4 , si j'ai bien compris.
Or le résultat, avec une autre configuration que la tienne, est un peu plus grand.
La difficulté me semble être de trouver la configuration qui optimise.
Mais aussi de le démontrer, pour être certain qu'il n'y a pas mieux.
Un peu de patience, d'ici demain je devrai créer un nouveau sujet avec les trois disques.
Bonjour
En puisant dans vos diverses contributions, j'essaie de rédiger une solution au problème posé par Sylvieg des deux disques de rayon r maximal, inscrits dans un rectangle dont le plus grand côté vaut a et l'autre b , dans le cas non évident où a<2b.
Les deux disques sont entre les bords droite et gauche du rectangle donc la distance "horizontale" des centres est <=a-2r.
De même, la distance "verticale" des centres est<=b-2r.
D'après Pythagore, le carré de la distance des centres est donc <= (a-2r)^2+(b-2r)^2.
Mais ce carré doit être >=4r^2 car les disques sont extérieurs l'un à l'autre.
On en déduit que le trinôme a^2+b^2-4r(a+b)+4r^2 doit être positif donc r à l'extérieur de l'intervalle des racines, qui sont deux réels positifs.
r ne peut dépasser la plus grande des deux racines, car elle est supérieure à a et b.
r doit donc être inférieur à la plus petite, qui est a+b-racine(ab/2) que nous notons r1.
En calant deux disques de rayon r1, l'un en haut à gauche du rectangle, l'autre en bas à droite, on vérifie par les mêmes calculs que ces disques sont entre les bords du rectangle et tangents extérieurement, donc conviennent.
r1 est donc bien le r maximal.
Bonjour rogerd,
Merci pour cette synthèse qui manquait un peu.
Et surtout, tu démontres que la configuration "cercles tangents en diagonale" est bien la plus performante
Tu es inscrit depuis peu ; je me permets donc quelques conseils pour rendre tes messages plus agréables à lire :
Ecrire les formules en utilisant les boutons sous la zone de saisie.
Sauter des lignes de temps en temps pour aérer.
Utiliser le bouton "Aperçu" avant de poster.
merci à Sylvieg.
Je profite de la rectification pour essayer d'améliorer la présentation .
Les deux disques sont entre les bords droite et gauche du rectangle donc
la distance "horizontale" des centres dh vérifie: dh+2r a.
de même la distance "verticale " dv vérifie dv+2r b.
D'après Pythagore, le carré de la distance des centres est dh2+dv2.
Il doit donc être inférieur à (a-2r)2+(b-2r)2.
Mais la distance des centres doit être supérieure à 2r car les disques sont extérieurs l'un à l'autre.
On doit donc avoir: 4r2 (a-2r)2+(b-2r)2 donc r2-r(a+b)+(a2+b2)/40.
Le discriminant de ce trinôme est (a+b)2-(a2+b2)=2ab
et ses racines: r1=(a+b)/2-(ab/2) et r2=(a+b)/2+(ab/2) .
r doit être à l' extérieur de l'intervalle des racines.
r r2 ne convient pas car r2b, donc rr1.
La fin est sans changement.
Ouf!
Bravo
Et pour compléter, une figure :
Je n'ai pas réussi à écrire dh et dv . Ils sont remplacés par d1 et d2 ..
Bonjour,
*Rogerd* a donné une bonne synthèse ,résultat précisé par *Sylvieg*
mail 03-08-18 à 16h51.
D'une manière générale les problèmes posés me sont d'accès difficile,
je m'en fait une raison!
Amicalement,
Alain
Bonjour interpol,
N'hésite pas à demander des explications ou des détails.
Les sujets "détente" sont censés être faits pour se... détendre
Mais déjà comprendre les pistes proposées n'est pas toujours facile.
Je ne doute pas que les réponses qui te seront faites seront appréciées par d'autres qui n'osent pas s'exprimer
Et puis s'obliger à détailler, peut être parfois l'occasion de trouver une simplification ou carrément autre chose.
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