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Niveau terminale
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Géométrie, aire...

Posté par Factor (invité) 07-12-05 à 18:06

Si la géométrie ne vous pose pas de problème... voici mon problème :/

Un récipient a la forme d'un prisme droit dont la base est un trapèze isocèle ABCD (fig. 1)
Toutes les dimensions de ce récipient sont fixées sauf la longueur CD. On donne AB = BC = 1 et BB'=2 (unité = m) et on cherche la dimension à donner à la grande base [CD] du trapèze ABCD afin que le volume de ce récipient soit maximal.
On apelle H le projeté orthogonal de A sur [CD] (fig. 2) et on note x la longueur HD.

1) A quel ensemble appartient le réel x ?
2) Exprimez l'aire du trapèze ABCD en fonction de x.
3) Démontrer que le volume de ce récipient en fonction de x, est égal à V(x) = 2 (1+x) (1-x²)
4) Démontrer que V'(x) = 2 ((1-x-2x²)/((1-x²))
5) Déterminer pr quelle valeur de x le volume de ce récipient est maximale

Géométrie, aire...

Posté par matthieu1 (invité)Questions 2 et 3 07-12-05 à 19:11

Bonjour !

L'aire du trapèze s'exprime par \frac{(AB+DC)*AH}{2}=\frac{(1+1+2x)*AH}{2}. Or, dans le triangle DHA rectangle en H, le théorème de Pythagore nous indique que AH=\sqrt{1^2-DH^2}=\sqrt{1-x^2}. Donc l'aire du trapèze devient \frac{(2+2x)*\sqrt{1-x^2}}{2}=\frac{2(1+x)*\sqrt{1-x^2}}{2}
Le volume est donné par l'aire du trapèze multipliée par la profondeur BB' (BB'=2) du solide donc le volume vaut 2(1+x)*\sqrt{1-x^2}.

Je te laisse poursuivre,
Matthieu.

Posté par
cherrylila
Question 5 29-05-08 à 20:54

Je dois faire ce dm pour demain ! J'ai trop du mal pour la question 5! Comment on fait pour trouver le volume maximal?
Pour la question 1 ,il faut dire que x]0;+]??
Merci beaucoup ^^

Posté par
pgeod
re : Géométrie, aire... 29-05-08 à 21:04

bonsoir,

Il s'agit d'étudier la fonction V(x) = 2 (1+x) (1-x²)pour en trouver un maximum.
La fonction dérivée V'(x) doit s'annuler en changeant de signe.

...

Posté par
cherrylila
Question 1 29-05-08 à 21:30

Je suis désolé d'être aussi nulle mais faut m'excuser c'est un exo de terminale et je suis qu'en première ^^
Je galère un peu pour la dérivée quelqu'un m'aide ? -_-
merci....

Posté par
pgeod
re : Géométrie, aire... 29-05-08 à 21:43


V(x) = 2 (1+x) (1-x²) est de la forme 2 (u*v)
donc sa dérivée est de la forme 2 * (u'v + v'u)
avec u(x) = (1 + x) et v(x) = (1 - x²)
et u'(x) = 1 et v'(x) = -x / (1 -x²)

...

Posté par
diaboloOo
Géométrie, aire... 29-05-08 à 22:11

Bonsoir tout le monde,

J'ai un problème dès la première question.
Comment peut-on déterminer l'ensemble auquel appartient x?
x]O; ?], vu que la figure est un trapèze ça limite la longueur x (sinon la figure n'est plus un trapèze) mais à quoi?

merci

Posté par
pgeod
re : Géométrie, aire... 29-05-08 à 22:21

bonsoir,

Le segment [AD] peut varier de :
- la position "verticale" incluse -> DH = 0
- à la position "horizontale" excluse -> DH = 1

...

Posté par
diaboloOo
Géométrie, aire... 29-05-08 à 22:31

Merci de m'avoir répondu pgeod,

Si je comprends bien, x appartient donc à l'intervalle ]0;1[.
"De la position verticale, à la position horizontale".


Posté par
pgeod
re : Géométrie, aire... 29-05-08 à 22:33

Avec les crochets qui vont bien :

x appartient à l'intervalle [0; 1[

..

Posté par
diaboloOo
Géométrie, aire... 29-05-08 à 22:46

Oui, j'ai pas fait attention au premier crochet.
merci

Posté par
pgeod
re : Géométrie, aire... 29-05-08 à 22:50

Posté par
diaboloOo
Géométrie, aire... 29-05-08 à 23:06

J'ai encore un petit soucis pour la dérivée,
je suis d'accord que : V'(x)= 2 (u'v+uv') mais pour le terme uv', on obtient quelque chose de la forme: [(1-x²)]²/(1-x²)?
Du coup quand je développe j'obtiens des x4!! Et ça ne s'en va pas!

J'aimerais savoir où est-ce que j'ai fait une erreur de calcul, ou de raisonnement.

Posté par
diaboloOo
Géométrie, aire... 29-05-08 à 23:13

En fait c'est bon je viens de trouver mon erreur !!
Le carré s'applique à la racine donc la racine s'en va et il reste juste 1-x² !
Du coup on retrouve la dérivée demandée !

Posté par
diaboloOo
Géométrie, aire... 29-05-08 à 23:51

Et pour conclure cet exercice, j'ai une dernière question (jamais deux sans trois n'est-ce pas? )

Pour la dernière question, on nous demande de déterminer la valeur de x pour laquelle le volume est maximal.
Je suppose qu'il faut faire l'étude de fonction (partiellement faite puisque on a calculé la dérivée).
Pour trouver le maximum, je dois calculer le discriminant du trinôme 1-2x²-x?
Parce que à partir de cela, je détermine la valeur de x pour laquelle V est maximal. (et par la même déterminer le dit volume).

Posté par
jacqlouis
re : Géométrie, aire... 30-05-08 à 11:55

    Bonjour Diabolo et Lila ... Vous avez terminé votre exo ?... Combien avez-vous trouvé  pour la valeur de x  ?...

Posté par
mikayaou
re : Géométrie, aire... 30-05-08 à 13:02

bonjour diabolo

pour répondre à ta question de 23:51

1-2x²-x possède la valeur "évidente" x = -1 comme zéro

comme le produit des racines vaut "c/a" = -1/2 => l'autre zéro est x = 1/2

je te laisse terminer

A vérifier

Posté par
diaboloOo
re: Géométrie, aire... 15-06-08 à 02:45

J'avais pas vu ta réponse, en tout cas merci beaucoup Mikayaou.

Posté par
mikayaou
re : Géométrie, aire... 15-06-08 à 12:39

de rien diaboloOo

signé satanas
.



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