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Un segment pour 4 cercles

Posté par
Imod
04-01-23 à 19:22

Bonjour à tous

Un petit problème qui peut faire penser aux sangakus :

Trois disques de rayon 1 sont collés entre eux sur une barre rectiligne passant par leurs centres . On trace une droite passant par le centre du disque du milieu et tangente aux deux autres disques . On construit ensuite un cercle de rayon R tangent à ces deux disques . La droite coupe ce cercle en deux points A et B .
Un segment pour 4 cercles

Exprimer la longueur AB en fonction de R .

Le résultat est : ( le blanké a mystérieusement disparu ,  catastrophe ! il va falloir chercher un peu )

Amusez-vous  bien tout de même et surtout quelle démonstration proposeriez-vous ?

Imod

Posté par
mathafou Moderateur
re : Un segment pour 4 cercles 04-01-23 à 23:55

Bonjour,

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Posté par
dpi
re : Un segment pour 4 cercles 05-01-23 à 08:35

Bonjour,

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Posté par
Imod
re : Un segment pour 4 cercles 05-01-23 à 11:06

J'ai la même chose que Mathafou et je pense aussi que la simplicité du résultat laisse espérer une jolie solution .

Imod

Posté par
mathafou Moderateur
re : Un segment pour 4 cercles 05-01-23 à 12:12

@dpi :
une corde est forcément diamètre = 2R

Posté par
dpi
re : Un segment pour 4 cercles 05-01-23 à 15:30

Je ne suis pas
le diamètre du grand cercle >6r ( r=rayon des3 petites disques )

Posté par
mathafou Moderateur
re : Un segment pour 4 cercles 05-01-23 à 15:35

r = 1 et n'est pas R

Posté par
dpi
re : Un segment pour 4 cercles 05-01-23 à 16:31

ok
Donc R=1+4/3 =3.3094  et D=6,6188 >AB
Je vais chercher une valeur  proche de 6

Posté par
mathafou Moderateur
re : Un segment pour 4 cercles 05-01-23 à 16:49

R est quelconque ( > 3 !) et on veut AB en fonction de R.

Geogebra
(juste le tracé avec R défini par un curseur)

Posté par
dpi
re : Un segment pour 4 cercles 05-01-23 à 17:14

Merci !
J'ai raisonné sur un cas particulier de cercle tangent .
je trouve dans mon cas R=3.3094 et D=6.31.
En faisant varier R ;je viens de voir que cet écart est constant...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Un segment pour 4 cercles 05-01-23 à 17:48

oui ...

Posté par
Imod
re : Un segment pour 4 cercles 06-01-23 à 11:10

J'ai regardé ce qui se passait si on embrochait n cercles au lieu de 3 . La corde [AB] est tangente au cercles extrêmes et passe par le milieu de la tige . On a alors (n-1).AB=2R+2n(n-2) .

Le cas n=3 se simplifie pas mal .

Imod

Posté par
mathafou Moderateur
re : Un segment pour 4 cercles 06-01-23 à 13:18

c'est déja une belle simplification que ce soit une fonction affine de R !
(je confirme cette expression)

Posté par
Imod
re : Un segment pour 4 cercles 06-01-23 à 19:14

Oui mais ça décourage un peu pour la recherche d'une solution avec un minimum de calcul .

Imod

Posté par
PLSVU
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 11:37

Bonjour

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Posté par
Imod
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 12:46

Bonjour PLSVU

Si j'ai bien compris , tu prends le centre du cercle de gauche comme origine mais je ne vois pas comment tu obtiens AB^2=4R^2-3a^2 .

Imod

Posté par
PLSVU
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 12:58

BonjourImod
A partir de la figure  de mathafou  triangle IOM   angle MIO=60°
OM=a√3/2

AM^2=(AB/2)^2=AB^2/4=(4R^2-3a^2)/4
 \\ AB^2=(4R^2-3a^2)

Posté par
PLSVU
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 14:14

Bonjour,
Pour les quatre cercles de rayon 1   avec geogebra  j'obtiens ceci

Un segment pour 4 cercles

Posté par
Imod
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 17:27

D'accord pour le calcul dans le cas n=3 . Pour les 4 disques ton résultat est bien en accord avec la formule 3.AB=2R+16 .

Imod

Posté par
PLSVU
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 18:14

en effet

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 18:20

Bonsoir,
@PLSVU,
S'il y a eu un raté pour "blanker", je peux rectifier

Posté par
PLSVU
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 18:56

  Bonsoir oui Sylvieg
En effet , je ne me souviens ne plus comment  blanker les images...
   Merci

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 19:12

C'est fait
Sinon, soit tu écris ton texte, puis tu le sélectionnes, puis tu appuies sur le bouton à gauche de "x2".
Soit tu appuies d'abord sur le bouton ; puis tu écris ce que tu veux cacher entre les balises "blanck".

Posté par
Imod
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 19:18

Il faut tout de même penser à positionner l'image dans le "blank" .

Ici le cache n'est pas d'une grande utilité ( euphémisme ) vu que nous partageons nos approches

Imod

Posté par
mathafou Moderateur
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 20:04

pour les images dans le blank ou pas
c'est dû à une mauvaise habitude de laisser le site placer l'image où ça lui chante (= à la fin)
une fois qu'on a fait "attacher" il est de beaucoup préférable de cliquer sur l'image elle même (que l'on blanque ou pas, toujours)
ça met une balise [ img n] là où on est (= où on veut) dans le message et donc l'image sera mise à cet endroit dans le message
par exemple entre les balises blank
en l'absence de cette balise l'image serait à la fin de tout (donc forcément en dehors de la partie blankée s'il y a)

Posté par
PLSVU
re : Un segment pour 4 cercles 07-01-23 à 22:46

Bonsoir ,

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Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Un segment pour 4 cercles 08-01-23 à 11:58

Bonjour,
Finalement, pas de démonstration hypersimple.
Je reprends, avec des petits cercles de rayon r et sans utiliser de repère, celle de PLSVU.
J'insère la figure de mathafou pour plus de facilité de lecture.

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Posté par
Imod
re : Un segment pour 4 cercles 08-01-23 à 12:16

Oui et la démonstration fonctionne à l'identique dans le cas de n petits disques car on connait toujours le sinus de l'angle qui ne fait plus 30° mais ce n'est pas bien grave .

Imod

Posté par
mathafou Moderateur
re : Un segment pour 4 cercles 09-01-23 à 13:07

et sans trigo du tout, les triangles sembl IDT et IOM (de ma figure) suffisent
PS et d'ailleurs on peut s'affranchir de toutes les racines carrées et n'extraire la racine que à la fin (la racine d'un carré !)



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