Soit un segment [OA] de longueur donnée. On choisit OA = 10 cms et M un point de ce segment. Du même côté de [OA], on construit le triangle équilatéral OTM et le carré AMNP. On pose OM = x
Le but de ce problème est de trouver pour quelle valeur de x la somme des aires du triangle et du carré est minimale.
1 Quelle est l'intervalle des valeurs possibles de x?
2 Exprimer en fonction de x la hauteur du triangle équilatéral
3 En déduire la somme f(x) des aires du triangle et du carré
4 Donner le sens de variation de f(x)
5 Donner la valeur exacte minimum de f(x)
Je ne cherche pas que la résolutions du pb mais aussi les explications qui vont avec. Merci de vos réponses
Bonjour
Difficile de croire que les profs posent des questions qui font appel à des notions encore jamais étudiées !
1) ça n'est pas de la mathématique mais de la jugeotte : M est sur le segment OA (c'est le texte) donc les valeurs extrèmes de x sont :
- 0 lorsque M est confondu avec O qui est un cas particulier extrème où il n'y a pas de triangle mais uniquement le carré de côté OA.
- 5 lorsque M se trouve au milieu de OA qui est un autre cas particulier extrème où il n'y a seulement que le triangle de côté OA et pas de carré.
- x peut donc prendre toutes les valeurs possibles entre 0 et 5.
2) Sur ta figure, tu traces TH = hauteur du triangle équilatéral qui comme on sait a ses trois angles égaux de valeur 60° ; les hauteurs tombent au milieu du côté opposé ; ce sont également les médianes et les médiatrices.
En considérant le triangle OTH
--> la tangente de l'angle TOH = TH/OH = tg 60° = 1,732 (note que 1,732 est la racine carrée de 3)
--> OH = OM/2 = x/2
On peut donc en déduire que tg 60° = TH / (x/2) --> x/2 tg 60° = TH = 1,732 multiplié par x/2. Au passage c'est à retenir : La hauteur du triangle équilatéral = côté multiplié par 0,866
3) Pour le triangle : surface = (TH x OM) / 2 avec TH = 0,866x et OM = x ; sa surface est donc [(0,866x).x] / 2 = 0,866x² / 2 = 0,433x²
Pour le carré : son côté MA = OA - x = 10 - x --> sa surface est (10-x)² = 100+x²-20x.
La somme des aires est : 0,433x² + 100 + x² - 20x = 1,433x² - 20x + 100 = f(x)
4) Pour trouver le sens de variation de la fonction on donne à x ses valeurs extrèmes : si x=0 --> F(x) = 100 ; si x=5 --> f(x) = 35,825 - 100 + 100 = 35,825. La fonction f(x) qui décroit lorsque x augmente est une fonction décroissante.
5) La réponse se déduit du calcul précédent --> la valeur mini de f(x) est pour x=5=35,825