Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

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gballevre
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Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par gballevre » 14 Avr 2016, 16:52

Bonjour ou bonsoir,

Je suis en train de faire mes devoirs pour la rentrée et ma professeur de mathématique a demandé de faire un devoir maison et dans ce devoir maison il y a un exercice ou j'ai du mal, il faut dire que j'ai du mal avec la géométrie en général ! Bref, voici l'énoncé :

Énoncé de l'Exercice a écrit:Quelles sont les dimensions de la fenêtre qui assurent le plus de luminosité c'est-à-dire les dimensions telles que la fenêtre (rectangulaire) ait une aire la plus grande possible ?


Voici le dessin fourni avec l'énoncé, la qualité n'est pas très bonne veuillez m'en excusez :

Image

Je sais que pour calculer l'air d'un rectangle il faut faire donc il faudrait trouver une équation pour trouver et mais c'est la que je bloque, je ne vois pas comment. Pourriez-vous m'aider ?
Modifié en dernier par gballevre le 14 Avr 2016, 20:18, modifié 1 fois.
Cordialement, Gaëtan.



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WillyCagnes
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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par WillyCagnes » 14 Avr 2016, 17:20

bjr

Aire de la fenêtre=A(x,y)= (largeur x )(hauteur y)=xy

ensuite trouver l'équation de la droite Y=ax+b
a=pente de la droite=-8/12=-2/3
pour x=0 on a y=8
pour x=12 y=0
donc on obtient l'equation de la droite y
y=-2/3x+8

Aire de la fenêtre=A(x)=x(-2/3x+8)=(-2/3)x²+8x

tu calculeras la dérivée A'(x)=0 pour trouver la valeur x qui annule la dérivée, au pif x=6 à vérifier
donc l'aire maxi= A(6)=?

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zygomatique
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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par zygomatique » 14 Avr 2016, 18:46

salut

il n'y a pas de dérivée en seconde ... par contre il y a la forme canonique d'un trinome ...

A(x) = (-2/3)x² + 8x = (-2/3)[x² - 12x] = (-2/3)[x² - 2 * 6 * x + 6² - 6²] = ....
Ce qui est affirmé sans preuve peut être nié sans preuve. EUCLIDE

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Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par gballevre » 14 Avr 2016, 18:54

Merci à tous les deux pour votre réponse ! Je ne sais pas ce qu'est un "dérivé" et je confirme que cela n'est pas au programme de seconde et aussi que nous étudions bien la forme canonique. Par contre on apprend aussi a résoudre des équations du second degré en mettant le résultat égale à 0.

zygomatique je n'ai pas compris ce que tu voulais dire par contre ?
Cordialement, Gaëtan.

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zygomatique
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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par zygomatique » 14 Avr 2016, 19:09

1/ qu'est ce que permet de connaître la forme canonique ?

2/ révise les identités remarquables ...
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Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par gballevre » 14 Avr 2016, 19:35

1/ Qu'est ce que permet de connaitre la forme canonique ?

Alors directement par lecture le sommet puis avec quelques calculs les racines (si il y en a), le sommet, le sens de la parabole et l'ordonnée à l'origine.

2/ Révise les identités remarquables.





Mais dans ce que vous avez dit :

zygomatique a écrit: A(x) = (-2/3)x² + 8x = (-2/3)[x² - 12x] = (-2/3)[x² - 2 * 6 * x + 6² - 6²] = ....


Je ne comprend pas comment et pourquoi vous passer de : à : ?
Cordialement, Gaëtan.

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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par zygomatique » 15 Avr 2016, 08:46

ben il suffit de factoriser par -2/3 ....
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Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par gballevre » 15 Avr 2016, 14:34

Bon je crois bien que je me suis perdu, je ne comprend pas le cheminement. Est-ce que quelqu'un pourrai m'expliquer le déroulement pour résoudre cette exercice s'il vous plait ?
Cordialement, Gaëtan.

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Lostounet
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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par Lostounet » 15 Avr 2016, 15:34

Bonjour Gaëtan,

Il est vrai que l'aire d'un rectangle est donnée par A = L*l, mais si l'on écrit cette formule ici, on ne tient pas compte de la géométrie du problème; En effet, ce rectangle a quelque chose de particulier: ses sommets sont fixés sur les côtés d'un triangle plus grand et qui semble rectangle.

Donc comme tu le soupçonnes, on veut essayer de trouver une relation reliant longueur et largeur, mais laquelle? Il s'agit d'un problème dit "d'optimisation sous contrainte": tu as des contraintes 'physiques', et tu cherches une solution optimale.

Tout d'abord, décrivons la configuration (voir la figure en fin de post - attention, il faut la cliquer).

Notons d = CE, on peut donc dire que d varie entre 0 et 8. Tu vois bien que, lorsque CE varie, l'aire du rectangle varie et qu'il existe des configurations meilleures que d'autres et qui donnent une aire plus grande.

On constate aussi qu'on a deux droites parallèles (ED) et (AB) et aussi BAC angle droit. Quels sont les outils dont on dispose pour ce genre de situations: le théorème de Thalès, de Pythagore.

Donc si je note d = CE, on peut dire, par Thalès, que:

CE/CA = DE/AB (car les droites (DE) et (BA) sont parallèles).

Autrement dit:

DE/AB = d/8
DE/12 = d/8
DE = 12d/8 = 1.5d

On a réussi à exprimer DE en fonction de CE = d !

Mais n'oublions pas que l'on veut AE (pour accéder à la longueur et la largeur du rectangle). Mais ceci n'est pas si difficile, puisque AE = 8 - d

Finalement, on trouve bien:

Longueur * largeur = AE * ED = (8 - d)*1.5d

Par conséquent, si l'on trace la fonction aire donnée par , c'est une parabole tournée vers le ??? et son maximum (ou minimum? à toi de me dire) est au point x = -b/2a = =???

Et donc l'aire est atteinte lorsque d = ?

Pour vérifier ton résultat, regarde la figure qui va te donner un indice ::d
Ps: Cherche la position qui donne le plus de luminosité :hehe:

Clique ici pour la figure:

http://www.hostingpics.net/viewer.php?i ... ation2.gif
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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par gballevre » 15 Avr 2016, 16:08

Merci beaucoup du temps que vous avez consacré pour moi en particulier à la réalisation de cette figure !

Donc si j'ai bien compris on utilise le Théorème de Thalès pour trouver une relation entre la longueur et la largeur ce qui nous donne une formule qui se trouve être une parabole et par conséquent à un sommet qui se trouve en et . L'air la plus avantageuse est atteinte lorsque , ai-je bien tous compris ?

Par contre j'ai une petite question, je ne comprend pas quand vous dite :

Lostounet a écrit:et son maximum (ou minimum? à toi de me dire) est au point x = -b/2a = =???
Cordialement, Gaëtan.

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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par Lostounet » 15 Avr 2016, 16:15

Tout à fait.
Mais ce n'est pas la seule méthode bien sûr: par exemple Willycagnes a eu une approche plus analytique:
1) On trouve l'équation de la droite (BC) dont on sait qu'elle passe par B et C.

2) On peut trouver l'ordonnée de D en fonction de son abscisse puisqu'il appartient à (BC).

3) On peut donc aussi exprimer L*l = ordonnée de D * abscisse de D

4) Il a trouvé: A(x)=-2/3x²+8x qui admet un maximum en x = -8/(-4/3) = 24/4 = 6

Pourquoi lui il trouve 6 et nous on trouve 4?!
Tout simplement parce que... il a pris la figure dans l'autre sens ! Si tu observes bien ma figure, je trouve aussi que la longueur vaut 6, et la largeur 4. Tu vois? Les résultats sont donc cohérents, selon l'angle d'attaque.

En ce qui concerne la forme canonique, ce n'est pas super indispensable ici donc on peut s'en passer.

En ce qui concerne ta question: le "sommet" de la parabole c'est en d'autres termes son maximum ou son minimum. Ici, c'est une parabole tournée vers le bas, donc le sommet est un maximum. Tu sembles pourtant connaitre x = -b/2a...
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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par gballevre » 15 Avr 2016, 16:29

J'ai bien compris les différentes méthodes mais non je ne connais pas . Par contre je sais que mais je n'arrive pas à définir, dans les deux cas, sous quelle forme est ces polynôme et d'adapter ma technique pour trouver le sommet ?
Cordialement, Gaëtan.

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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par Lostounet » 15 Avr 2016, 16:39

gballevre a écrit:J'ai bien compris les différentes méthodes mais non je ne connais pas . Par contre je sais que mais je n'arrive pas à définir, dans les deux cas, sous quelle forme est ces polynôme et d'adapter ma technique pour trouver le sommet ?


Ok je vois. Pourtant cette formule est dans le cours normalement (vérifie dans ton bouquin elle y est, car je l'ai apprise en 2nde et je suis post-réforme).

Bref, si on ne connaît pas la formule (c'est embêtant de la part du prof vu que c'est un problème de recherche de... maximum), on part de la forme canonique. Je te montre sur notre exemple, c'est plus digeste:




En effet (x^2 - 8x) est le début du développement de (x - 4)^2, mais il faut soustraire "16" (x^2 - 8x) = (x - 4)^2 - 16 et donc -1.5(x^2 - 8x) = -1.5(x-4)^2 - (1.5)*(-16)
= -1.5(x - 4)^2+ 24

Puisque (x - 4)^2 est un nombre positif, le seul moyen de rendre la quantité f(x) minimale, c'est de prendre x = 4 pour que (x - 4)^2 soit nul. On récolte alors f(4) = 24, donc le sommet est (4; 24).
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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par gballevre » 15 Avr 2016, 16:53

Merci beaucoup pour ces précisions je viens de comprendre ! Ce devoir maison est peut-être une introduction à cette formule ?

Je vais rédiger tous cela et je reviens vers vous si j'ai de nouveau un problème. Encore merci pour tous !
Cordialement, Gaëtan.

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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par Lostounet » 15 Avr 2016, 16:56

Oui, possible. Il faut garder à l'esprit que c'est un exercice de prise d'initiatives.
Et souvent, on apprend des choses nouvelles en en faisant.
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Re: Exercice de géomètrie en classe de 2nde.

par zygomatique » 15 Avr 2016, 16:59

gballevre a écrit:Merci beaucoup pour ces précisions je viens de comprendre ! Ce devoir maison est peut-être une introduction à cette formule ?

Je vais rédiger tous cela et je reviens vers vous si j'ai de nouveau un problème. Encore merci pour tous !


ou alors de travailler le cours et les exercices que tu as déjà vu à ce sujet ....
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