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Problème D'optimisation


moukel

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Posté(e)

Bonjour !

Alors voilà, j'ai reçu un exercice à faire en maths, et je n'y arrive pas du tout.

L'énoncé : Pour réduire l'absentéisme pour cause de refroidissements, un responsable décide de protéger des intempéries un couloir très fréquenté entre deux bâtiments. Le projet le plus novateur est un prisme droit dont les deux faces sont des immenses baies vitrées rectangulaires de 20m de long sur 5 m de large.

Le triangle ABC est isocèle. On note x la longueur AB, écartement des deux baies vitrées. Le but du problème est de déterminer x pour que le volume d'air de ce couloir soit le plus grand possible.

a) 1°. Quelles sont les valeurs possibles pour x ? - donc ça j'ai trouvé, xE[0;10]

2°. Exprimer l'aire du triangle ABC en fonction de x.

3°. Exprimer le volume V du prisme en fonction de x.

b) Soit f la fonction définie sur [0;10] par f(x)=x²(100-x²).

1°. Etudier les variations de la fonction f.

2° Pour quelle valeur de x, f admet-elle un maximum ?

c) 1°. Montrer que V(x)=k racinedef(x) où k est un réel que l'on déterminera.

2°. En utilisant les variations de f, déterminer des variations de V.

3°. Déterminer x pour que le volume du couloir soit maximal. Donner alors ce volume.

Voilà, ce n'est pas les réponses que je cherche, mais j'aimerais comprendre comment faire, je continue à chercher et si je trouve d'autres réponses d'ici là, j'éditerais le sujet :)

Posté(e)

1) La valeur ne peut pas être négative, d'où le minimum = 0 et il est dit dans l'énoncé que la largeur des baies vitrées est de 5m donc le maximum est 10.

2) Oui je connaissais ces formules mais étant donné qu'on avait pas H je ne savais pas comment faire.

  • E-Bahut
Posté(e)

1) La valeur ne peut pas être négative, d'où le minimum = 0 et il est dit dans l'énoncé que la largeur des baies vitrées est de 5m donc le maximum est 10.

2) Oui je connaissais ces formules mais étant donné qu'on avait pas H je ne savais pas comment faire.

  • E-Bahut
Posté(e)

Bonjour !

Alors voilà, j'ai reçu un exercice à faire en maths, et je n'y arrive pas du tout.

L'énoncé : Pour réduire l'absentéisme pour cause de refroidissements, un responsable décide de protéger des intempéries un couloir très fréquenté entre deux bâtiments. Le projet le plus novateur est un prisme droit dont les deux faces sont des immenses baies vitrées rectangulaires de 20m de long sur 5 m de large.

Le triangle ABC est isocèle. On note x la longueur AB, écartement des deux baies vitrées. Le but du problème est de déterminer x pour que le volume d'air de ce couloir soit le plus grand possible.

a) 1°. Quelles sont les valeurs possibles pour x ? - donc ça j'ai trouvé, xE[0;10]

2°. Exprimer l'aire du triangle ABC en fonction de x. H est le projeté orthogonal de C sur AB. Utiliser Pythagore dans ACH pour calculer la hauteur CH

3°. Exprimer le volume V du prisme en fonction de x. V=20*AB*CH /2

b) Soit f la fonction définie sur [0;10] par f(x)=x²(100-x²).

1°. Etudier les variations de la fonction f. f(x) est du signe du coefficient de x^2 à l'extérieur de ses racines donc f(x) >0 pour x .... et f(-10) et f(x) = ..... conclusion

2° Pour quelle valeur de x, f admet-elle un maximum ? pour f'(x)=0

c) 1°. Montrer que V(x)=k racinedef(x) où k est un réel que l'on déterminera.

2°. En utilisant les variations de f, déterminer des variations de V. V'(x)= ???

3°. Déterminer x pour que le volume du couloir soit maximal. Donner alors ce volume. V'(x)= 0 ==> maximum pour ....

Voilà, ce n'est pas les réponses que je cherche, mais j'aimerais comprendre comment faire, je continue à chercher et si je trouve d'autres réponses d'ici là, j'éditerais le sujet :)

Posté(e)

(excusez moi pour le double post..)

Pour la b) 1°. Je n'ai pas compris, et il manque la réponse du c) 1°. ...

Désolée mais je galère vraiment...

Et pour la c) 2°. , V'(x) = k (1/2racine de f(x)) ?

Posté(e)

Et j'ai essayé de faire le a) 2°. mais ça me donne un x² donc c'est pas en fonction de x...

AC² = AH² + CH²

25 = (x/2)² + h²

25 - h² = (x/2)²

5 - h = (x/2)

h = - x/10

A = ½ * x * (-x/10)

= (x/2)(-x/10)

= - x²/20

  • E-Bahut
Posté(e)

Pour réduire l'absentéisme pour cause de refroidissements, un responsable décide de protéger des intempéries un couloir très fréquenté entre deux bâtiments. Le projet le plus novateur est un prisme droit dont les deux faces sont des immenses baies vitrées rectangulaires de 20m de long sur 5 m de large.

Le triangle ABC est isocèle. On note x la longueur AB, écartement des deux baies vitrées. Le but du problème est de déterminer x pour que le volume d'air de ce couloir soit le plus grand possible.

a) 1°. Quelles sont les valeurs possibles pour x ? - donc ça j'ai trouvé, xE[0;10]

2°. Exprimer l'aire du triangle ABC en fonction de x. H est le projeté orthogonal de C sur AB. Utiliser Pythagore dans ACH pour calculer la hauteur CH

CH=√(AC^2-(AB/2)^2)=√(25-x^2/4)=√(100-x^2)/2

Aire ABC=CH*AB/2=x*√(100-x^2)/4

3°. Exprimer le volume V du prisme en fonction de x. V=20*AB*CH /2

V=20*x*√(100-x^2)/4=5*x*√(100-x^2)

b) Soit f la fonction définie sur [0;10] par f(x)=x^2(100-x^2).

1°. Etudier les variations de la fonction f. f(x) est du signe du coefficient de x^2 à l'extérieur de ses racines donc f(x) >0 pour x appartenant à ]-10,10[ et f(-10)=0 et f(x) =0 conclusion f(x) passe pa un maximum sur ]-10,10[

2° Pour quelle valeur de x, f admet-elle un maximum ? pour f'(x)=0

f'(x)= -4*x*(x^2-50) s'annule pour x=0 et x=+ et - √50

x...........................-√50..................0........................√50...................

f'(x).......

c) 1°. Montrer que V(x)=k racinedef(x) où k est un réel que l'on déterminera.

V(x)=5*√f(x)

2°. En utilisant les variations de f, déterminer des variations de V. V'(x)= ???

3°. Déterminer x pour que le volume du couloir soit maximal. Donner alors ce volume. V'(x)= 0 ==> maximum pour ....

Posté(e)

Ok j'ai à peu près tout compris, sauf au a) 3°. Il doit y avoir une erreur, dans la dernière ligne du calcul ça devrait être (x/4) non ?

ensuite le c) 1°. je ne sais pas comment le "montrer"...

  • E-Bahut
Posté(e)

Ok j'ai à peu près tout compris, sauf au a) 3°. Il doit y avoir une erreur, dans la dernière ligne du calcul ça devrait être (x/4) non ?

je ne pense pas qu'il y ait une erreur

ensuite le c) 1°. je ne sais pas comment le "montrer"...

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