Dans un récipient cylindrique de rayon 4 cm on verse de l'eau à une hauteur de 3,75cm. On veut placer une bille dans le récipient à fin qu'elle soit exactement recouverte par l'eau.
Problème Question principale: quelle doit être le rayon R de la bille pour que cette situation puisse se réaliser ?
1) que peut on dire du volume d'eau dans le bac 1 et 2(bac contenant la bille) ?
2) a) exprimer en fonction de R le volume d'eau dans le bac 2
b) Montrer en justifiant et en détaillant les calculs que la réponse à la question 1 peut se traduire par l'équation R^3-24R+45=0
3) A l'aide de la calculatrice, tracer la représentation graphique de la fonction f définie par f(x)= x^3-24x+45
a) quel est l'ensemble de définition de f dans notre problème
b)en utilisant la représentation graphique et le tableau de valeurs de la calculatrice, répondre alors à la question du problème en expliquant soigneusement la démarche.
1) Le bac 1 (sans la bille) a le meme volume d'eau que le bac 2 (avec la bille) car on n'a pas ajouté, ni retiré d'eau dans le bac.
2) a)l'énoncé donne les informations suivantes sur le bac 2 :
- récipient cylindrique de rayon 4cm.
- hauteur = 2R car l'eau recouvre exactement la bille => la hauteur est donc le diamètre de la bille.
volume = aire base * hauteur = π.4² * 2R = 32πR
b) le volume du bac 2 = volume d'eau du bac1 + volume de la sphére
volumle d'eau du bac 1 = 60π
volume de la sphére = 4/3 πR³
On a donc 32πR= 60π+4πR³/3, (après simplification on obtient..)
soit R³-24R+45=0
3) simple à faire