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Volume maximal

Posté par
Pandora
25-11-13 à 20:54

Bonsoir, j'aurais besoin d'aide pour résoudre l'exercice que voici:

1. Joe dispose d'un disque de tissu de rayon 2 mètres.Il souhaite fabriquer un tipi de base circulaire et de volume maximal en utilisant ce tissu. Quel secteur circulaire doit t-il découper dans le tissu?
Aide: Si r est le rayon de la base du tipi, on montrera que le bolume du tipi est
V(r)=(1/3)**r²*(4-r²)

2. Tom fait remarquer a Joe que le problème de son tipi de volume maximal est qu'un homme de taille moyenne ne pourra pas tenir debout dedans. La remarque de Tom est-elle exacte ?

Merci d'avance pour votre aide, car je ne vois pas du tout par où commencer.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Volume maximal 25-11-13 à 21:05

Bonjour,

par Pythagore pour écrire la hauteur du cone en fonction de son rayon (R) et de son côté (alias apothème, génératrice) a = 2

Volume maximal

Posté par
Pandora
re : Volume maximal 27-11-13 à 11:31

Merci mais je ne vois pas très bien comment faire . Si j'ai bien compris il faut montrer que h=(4-r²) or on ne connait ni le rayon, ni a donc je ne vois pas comment appliquer le theoreme de pythagore. parcontre des que j'aurais prouvé que h=(4-r²) , je peux etudier les variations de la fonction avec le signe de la dérivé pour trouver le maximum et ainsi l'aire maximum ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Volume maximal 27-11-13 à 11:48

a c'est 2 m

tu n'as pas bien regardé la figure sans doute et lu l'énoncé :

Citation :
un disque de tissu de rayon 2 mètres
ce rayon c'est celui du disque de tissu dans lequel on découpe le secteur (le patron) de la figure de droite
il vaut donc 2 m ce rayon de la figure de droite
et c'est le "coté" a du cone. le "a" dans ma figure c'est le même à gauche et à droite. et le R aussi d'ailleurs


quant à r (mon R) bien entendu qu'on ne le connait pas !! c'est notre variable
et alors on calcule h en fonction de r etc ...

Posté par
lapetitemarmotte
re: volume maximal 27-11-13 à 11:59

Bonjour à tous!
Moi, j'ai réussi à trouvé l'aire maximale mais je ne vois absolument pas comment savoir quel secteur circulaire doit être enlevé.
Merci d'avance

Posté par
Pandora
re : Volume maximal 27-11-13 à 12:15

Merci, j'ai donc réussi a prouver que h=(4-x²) et j'ai réussi a trouvé R pour que l'aire soit maximale. Cependant je me pose la meme question que lapetitemarmotte, je ne vois pas comment savoir quel secteur circulaire on doit découper.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Volume maximal 27-11-13 à 12:19

remarque qu'on demande le volume maximum

quant à la forme exacte du patron (l'angle ), une fois qu'on connait r (R sur mon dessin)
une simple proportionnalité donne la valeur de

un cercle complet de rayon a : longueur 2a 360°
un arc d'angle : longueur 2r

(la longueur de l'arc est égale au périmètre de la base du cone, et cette longueur est proportionnelle à l'angle )

Posté par
Pandora
re : Volume maximal 27-11-13 à 12:30

Merci beaucoup, et oui j'avais bien calculer le volume maximal, je me suis trompée dans ma reponse.
Je trouve donc que l'angle est 294° pour R=(8/3).
J'en déduis donc que Joe doit decouper un secteur circulaire de longueur 2*(8/3) et d'angle égal a 293° ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Volume maximal 27-11-13 à 13:06

Oui.
(pourquoi ton 294 se transforme en 293 ??)

en fait cela veut dire qu'il retire un secteur d'angle 360 - 294 = 66° et qu'il garde le reste pour faire son tipi

Posté par
Pandora
re : Volume maximal 27-11-13 à 13:21

C'est bien 294, je me suis trompée quand je l'ai réecrit.
Sinon merci, j'ai donc pu terminer l'exercice grace a votre aide

Posté par
zeliee24
re : Volume maximal 27-11-13 à 15:10

Bonjour,

J'ai le même exercice et je suis bloqué lorsqu'il faut trouver le volume maximal. En effet je trace mon tableau de variation mais voila je trouve que le volume maximal est 2 pour r=0. Je pense mettre trompé quelque part mais je ne sais pas ou.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Volume maximal 27-11-13 à 15:16

sans tes calculs il va être difficile de deviner où !!

Posté par
zeliee24
re : Volume maximal 27-11-13 à 15:25

Pour la dérivé de h je trouve -r/\sqrt{4-r²}   donc quand je trace le tableau je trouve un maximum en 0 qui vaut 2

Posté par
mathafou Moderateur
re : Volume maximal 27-11-13 à 15:47

ce n'est pas une erreur de calcul, c'est une erreur de compréhension !!

on ne te demande pas le tipi qui a une hauteur h maximale !!

on te demande celui qui a un volume maximal
la fonction du volume est d'ailleurs donnée dans l'énoncé :

V(r) = \frac{1}{3}\pi r^2\sqrt{4-r^2}

c'est cette fonction là qu'il faut étudier, dériver etc ... pour en trouver le maximum.

Posté par
cecesansan
comment trouver r 02-11-14 à 22:47

Pour trouver le secteur circulaire il faut si j'ai bien compris trouver r, cependant je ne vois pas comment faire ...

Posté par
mathafou Moderateur
re : Volume maximal 02-11-14 à 23:01

il faut d'abord résoudre les questions dans l'ordre :

Citation :
Il souhaite fabriquer un tipi de base circulaire et de volume maximal en utilisant ce tissu
on ne parle pas de secteur angulaire là dedans !!

c'est à dire qu'il faut déja calculer le volume en fonction de r
(r est une inconnue, et même à cet instant une simple variable)
puis étudier cette fonction volume en fonction de r
et en déduire la valeur de r qui donne ce volume maximal

et alors ... eh bien, on le connait maintenant r !
et donc on peut en déduire ensuite le secteur circulaire



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