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DM de maths

Posté par
chups
26-01-11 à 14:02

Bonjour, j'ai un DM de maths à faire mais il y a un exercice qui me pose problème. J'espère que vous pourrez m'aider. Voici mon énoncé:

" Dans un tronc d'arbre circulaire de rayon R, on découpe une poutre en forme de parallélépipède rectangle. On cherche la longueur et a hauteur de la poutre lui assurant la plus grande résistance possible.
On admet en première approximation que la résistance à la compression est maximale quand l'aire de la section est maximale. On note la mesure en radians de l'angle marqué tel que 0/2.

1_ Exprimer la longueur l et la hauteur h en fonction de R et .
2_Montrer que l'aire de la section ABCD est donnée en fonction de par A()=2R^2 sin^2(2)
3_Etudier le sens de variationde A sur [0;/2]
4_En déduire la valeur de pour laquelle la poutre résiste le mieux à la pression.

Je vous remercie d'avance pour votre aide.

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 26-01-11 à 14:33

Bonjour,

Merci de poster la figure.

Nicolas

Posté par
chups
re : DM de maths 26-01-11 à 14:44

Oui pardon je ne savais pas comment on faisait...
Voila la figure.

DM de maths

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 26-01-11 à 14:45

Que proposes-tu pour 1 ?

Posté par
chups
re : DM de maths 26-01-11 à 15:56

je trouve h= 2Rsin() et l= 2Rcos() en me plaçant dans des triangles et en utilisant le sin et le cos.
Mais pour la question suivante je n'arrive pas à A()=2R²sin²(2), je reste bloquée à l*h= 2*2*R*R*Cos()Sin()

Si vous pouviez m'expliquer

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 26-01-11 à 16:08

Si tu compares ce que tu obtiens avec ce que tu dois obtenir, il te suffit de montrer que :
sin(2a) = 2.sin(a).cos(a)
N'est-ce pas une question de cours ?

Posté par
chups
re : DM de maths 26-01-11 à 16:18

D'accord donc l*h= 2*2*R*R*Cos()Sin()
                 =2R^2*sin(2)

oui mais je ne trouve toujours pas sin^2...

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 26-01-11 à 16:19

Tu es sûr que l'énoncé dit "sin^2" ?

Posté par
chups
re : DM de maths 26-01-11 à 16:23

oui j'en suis sûre mais ça pourrait etre une faute de la part de ma prof...

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 26-01-11 à 22:15

Je suspecte cet ^2 d'être une erreur.

Posté par
chups
re : DM de maths 06-02-11 à 16:20

Bonjour

oui c'est bien une erreur,cela a été confirmé par ma prof...
Donc si quelqu'un pouvait m'aider pour la question suivante: Etudier le sens de variation de A sur [0;/2]
Je ne comprends pas comment faire

Merci d'avance

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 06-02-11 à 16:26

Les variations de la fonction "sinus" sur [0;pi] sont une question de cours.
Les variations de A s'en déduisent immédiatement.

Posté par
chups
re : DM de maths 06-02-11 à 16:30

merci donc A est croissant sur [0;/2] c'est ça?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 06-02-11 à 16:32

Je ne pense pas.
Quelles sont les variations de x |--> sin(x) sur [0;pi] ?
Donc quelles sont les variations de x |--> sin(2x) sur [0;pi/2] ?

Posté par
chups
re : DM de maths 06-02-11 à 16:41

les variations de x |--> sin(x) sur [0;pi] sont croissant sur [0;/2] et decroissant sur [/2; ]
Mais après je ne sais pas comment faire

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 06-02-11 à 16:50

donc x |--> sin(2x) est croissante sur [0;pi/4] puis décroissante sur [pi/4;pi/2]

Posté par
chups
re : DM de maths 06-02-11 à 16:55

pouvez vous m'expliquer en detail, comment trouve-t-on le /4?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 06-02-11 à 17:01

"sin(x)" est croissante pour x dans [0;pi/2] puis décroissante pour x dans [pi/2;pi]

On remplace x par 2x :
"sin(2x)" est croissante pour 2x dans [0;pi/2] puis décroissante pour 2x dans [pi/2;pi]

C'est-à-dire :
"sin(2x)" est croissante pour x dans [0;pi/4] puis décroissante pour x dans [pi/4;pi/2]

Posté par
chups
re : DM de maths 06-02-11 à 17:07

merci j'ai compris maintenant.
Donc pour la question 4, j'en déduis que l'angle doit etre /4 en le justifiant avec mon tableau de variation, c'est ça?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 06-02-11 à 17:10

Oui.

Posté par
chups
re : DM de maths 06-02-11 à 17:12

D'accord, encore merci pour votre aide.

Posté par
chups
re : DM de maths 06-02-11 à 17:25

Comme x |--> sin(x) sur [0;pi] est croissant sur [0;pi/2] et décroissant sur [pi/2;0]

Je peux dire que les variations de x |--> sin(2x) sur [0;pi] sont croissantes sur [0;pi/2] et décroissantes sur [pi/2;0] .


Alors 2R^2sin(2x) est croissant sur [0;pi/2] (comme 2R^2 >0 et sin(2x) croissant sur [0;pi/2])

C'est çà ??

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 06-02-11 à 17:30

Je ne comprends pas la première ligne : quel est cet intervalle [pi/2;0] ?

Posté par
chups
re : DM de maths 06-02-11 à 17:37

je suis désolé j'ai fait une mauvaise manipulation. J'ai compris
Désolé
merci encore

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 16:07

Si vous pouviez m'aider pour une derniere chose sur cet meme exercice....
On sait que h=(4R^2-l^2)
J'ai trouvé l=2R3/3
Alors h=4R^2-2R3/3^2
Je n'arrive pas à continuer...

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 16:20

Tu essaies de répondre à quelle question ?

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 16:37

Il faut que je trouve h

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 16:38

Tu essaies de répondre à quelle question ?

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 16:43

Je ne comprends pas... il faut que je trouve h en continuant ce calcul:
h=(4R^2-(2R3/3)^2)

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 16:58

Tu essaies de répondre à quelle question ? 1 ? 2 ? 3 ? 4 ?

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 17:04

Ah pardon, non mais c'est parce que c'est la partie B de l'exo:
On admet que la résistance à la flexion varie comme le produit lh²

1/ Exprimer h en fonction de R et l
2/ En déduire que lh² = -l^3 + 4R²l
3/ Soit f(x) = x^3 + 4R²x  
  a)Etudier les variations de la fonction f sur R
b)Comment choisir l et h pour que la poutre résiste le mieux à la flexion ?
4/ Quel est l'angle  correspondant ? (arrondir à 0,1° près)

J'ai donc tout trouvé sauf la 3b et comme je vous l'ai dit j'ai trouvé l et maintenant je dois trouver h avec le calcul ecrit dans mon dernier post

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 17:19

OK.
Qu'as-tu trouvé en B.3.a ?

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 17:24

Voilà mon tableau de variation

DM de maths

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 17:34

OK.
Que vaut \left(\frac{2R\sqrt{3}}{3}\right)^2 ?

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 17:37

ça vaut 4R^2/3

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 17:50

OK. Rien ne t'empêche donc de poursuivre le calcul.

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 17:51

La reponse est donc 8R^2/3 ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 17:56

C'est juste, mais simplifie encore.

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 18:03

je ne comprends pas comment on peut simplifier plus, le 8 peut etre?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 18:06

\sqrt{8}=2\sqrt{2}
\sqrt{R2} = ???

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 18:07

d'accord donc c'est 22R/3

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 18:12

\sqrt{\frac{8R^2}{3}} = 2 \sqrt{\frac{2R^2}{3}}
Maintenant, sors le R^2 de la racine.

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 18:16

je ne comprends pas comment il faut faire

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 18:18

\sqrt{\frac{8R^2}{3}} = 2 \sqrt{\frac{2}{3}\times R^2} = 2 \, \sqrt{\frac{2}{3}}\, \sqrt{R^2} = ???

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 18:28

c'est egal à 2R2/3

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 18:44

OK
ou \frac{2R\sqrt{6}}{3}

Posté par
chups
re : DM de maths 09-02-11 à 18:47

merci beaucoup pour votre aide

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 09-02-11 à 23:03

Je t'en prie.

(réalisé avec Geogebra)

DM de maths

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : DM de maths 01-04-14 à 22:37

Une version interactive et dynamique de l'image ci-dessus est disponible au bout du lien suivant : http://www.geogebratube.org/student/m102600
(déplacer le curseur en haut à droite avec la souris et la figure s'adapte automatiquement)



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