28 juillet 2017

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  • Juillet 2017, 4e défi

    le 28 juillet 2017 à 07:55, par Al_louarn

    Considérons par exemple la moitié droite de la figure avec les coins repliés.
    Au-dessus du coin replié nous avons un grand triangle rectangle d’hypothénuse $9$, de coté horizontal $6$ et de côté vertical $a$. Le théorème de Pythagore nous donne $a^2 + 6^2 = 9^2$. D’où $a = 3 \sqrt{5}$.
    En-dessous du coin replié nous avons un petit triangle rectangle d’hypothénuse $x$, de côté horizontal $6-x$ et de côté vertical $9-a$. Pythagore nous donne $(9-a)^2 + (6-x)^2 = x^2$. Comme on connaît $a$ il n’y a plus qu’à calculer et l’on trouve $x=\frac{9(3 - \sqrt{5})}{2}$, soit environ $3,44$.

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  • Juillet 2017, 4e défi

    le 29 juillet 2017 à 23:09, par drai.david

    Plus généralement, si $a$ est la longueur du rectangle et $b$ sa largeur (avec $a\leq 2b$), alors :
    $x=\frac{b}{a}\left ( 2b-\sqrt{4b^2-a^2} \right ) $.
    Il existe donc des triplets d’entiers $(a,b,x)$ : (16,10,5) , (18,15,5) , (72,39,26) , (150,85,51) , (192,100,75)...

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    • Juillet 2017, 4e défi

      le 2 août 2017 à 23:45, par Daniate

      Bonsoir,

      Vos triplets, que je n’hésite pas à qualifier de Davidiciens peuvent se trouver grâce à une formule dont j’ignore si elle permet de les calculer tous. Deux entiers u>v étant choisis on a :
      a = 4u²v
      b = u(u²+v²)
      x = v(u²+v²)

      Il convient de diviser les 3 nombres par 2 si u et v ont la même parité et par 4 si u est pair et v=2.

      Le cas u=v=1 donne curieusement 4,2,2 qui devient 2,1,1 solution qui ne devient évidente qu’après l’avoir trouvée.

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      • Juillet 2017, 4e défi

        le 2 août 2017 à 23:47, par Daniate

        Oubli : u et v sont bien sûr premiers entre eux

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  • Juillet 2017, 4e défi

    le 30 juillet 2017 à 08:47, par zahlen

    une question : : le petit triangle du bas est-ce bien un triangle isocèle rectangle ?

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    • Juillet 2017, 4e défi

      le 30 juillet 2017 à 09:46, par drai.david

      Non, l’angle principal est obtus et vaut $\arccos\left ( \frac{-1}{9} \right ) \approx 96°$.
      Si cela peut t’aider...

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      • Juillet 2017, 4e défi

        le 30 juillet 2017 à 10:07, par zahlen

        comment obtenez vous ce résultat ?

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  • Juillet 2017, 4e défi

    le 30 juillet 2017 à 12:22, par drai.david

    Bon, je vais tenter, mais il va te falloir un petit dessin :

    Soient $ABCD$ le rectangle ( $[AB]$ est le côté du haut ), $E$ et $F$ les intersections des droites en pointillé avec le côté $[DC]$ ( $E$ à gauche de $F$ ), et $G$ le point le contact des deux coins $C$ et $D$ « repliés » (sur la figure de droite).
    Soit $a$ la longueur de $ABCD$, $b$ sa largeur et $\theta$ l’angle $\widehat{DAE}$.
    On a $\widehat{FEG}=2\theta$. On en déduit que $x(1+\cos{2\theta})=\frac{a}{2}$.
    En utilisant $\cos{2\theta}=2\cos^2{\theta}-1$, il vient $2x\cos^2{\theta}=\frac{a}{2}$.
    Pythagore donne par ailleurs $\cos^2{\theta}=\frac{b^2}{x^2+b^2}$.
    Donc $\frac{2b^2x}{x^2+b^2}=\frac{a}{2}$. Ceci donne une équation du 2nd degré en $x$ qui a pour solution valide : $\boxed{x=\frac{b}{a}\left ( 2b-\sqrt{4b^2-a^2} \right )}$.
    De plus, $x(1+\cos{2\theta})=\frac{a}{2}$ donne $\cos{2\theta}=\frac{a}{2x}-1$.
    On réinjecte l’expression de $x$ et après simplification, on trouve : $\cos{2\theta}=\sqrt{1-\frac{a^2}{4b^2}}$.
    Enfin, l’angle $\widehat{EGF}$ recherché vaut $\pi-4\theta$.
    Finalement, $\widehat{EGF}=\pi-2\arccos{\sqrt{1-\frac{a^2}{4b^2}}}=\pi-2\arcsin\left ( \frac{a}{2b} \right )=2\left ( \frac{\pi}{2}-\arcsin{\frac{a}{2b}} \right )$.
    D’où : $\boxed{\widehat{EGF}=2\arccos{\left ( \frac{a}{2b}\right )}}$.
    Donc, avec $a=12$ et $b=9$, on obtient $\widehat{EGF}=2\arccos{\left( \frac{2}{3}\right )}$.
    Et pour une raison (sûrement simple) que j’ai la flemme d’élucider, il se trouve que $2\arccos{\left( \frac{2}{3}\right )}=\arccos{\left( -\frac{1}{9}\right )}$...

    En fait, j’ai un peu honte de mon raisonnement. En effet, le résultat final est tellement simple qu’il doit pouvoir être obtenu de manière beaucoup plus simple !
    Enfin, ça vient comme ça vient ! Et puis, comme ça, j’apprends à écrire en LaTeX !!!

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    • Juillet 2017, 4e défi

      le 30 juillet 2017 à 14:16, par zahlen

      mes questions étaient un peu hors sujet mais merci pour votre démonstration !

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    • Juillet 2017, 4e défi

      le 1er août 2017 à 09:59, par Daniate

      Bonjour,

      Si votre objectif est de calculer le cosinus de EGF alors il est en effet plus simple de démontrer l’égalité d’angles EGN= GAM ( M et N milieux de AB et CD ). Le cosinus est alors a/2b et dupliqué il vient cos EGF=(a²-2b²)/2b². Ce qui montre d’ailleurs que si a = b racine(2) EGF est rectangle et isocèle. C’est le cas pour le format A4 et tous les formats A quelque chose.

      Bon courage pour le Latex. Vous verrez aisément que je ne m’y suis pas mis en espérant toutefois que mes remarques n’en deviennent pas illisibles.

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