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Bonjour j’aurai besoin pour cet exercice de maths niveau 1ère.
Un triangle d'aire maximale
ABC est un triangle isocèle de sommet A avec AB = AC = 10.
On souhaite déterminer la longueur de la base [BC] pour que l'aire du triangle soit maximale.
1. À l'aide d'un logiciel de géométrie dynamique, conjecturer la réponse
au problème posé.

2. Montrer que le problème revient à étudier la fonction
f définie sur [0;20] par f(x)=0,5xv100-0,25x2

V= racine carré
Conclure.

Merci d’avance


Sagot :

Réponse :

Explications étape par étape :

■ prenons le cas du triangle isocèle rectangle en A

   de côtés 10 ; 10 ; et 10√2 cm :

   son Aire vaut alors 10² / 2 = 50 cm² .

■ prenons le cas du triangle équilatéral

  de côtés 10 ; 10 ; et 10 cm :

  son Aire vaut alors environ 43,3 cm² .

■ prenons le cas du triangle isocèle

  de côtés 10 ; 10 ; et 16 cm :

  son Aire vaut alors 48 cm² .

la conjecture est que l' Aire est MAXI

   pour le triangle isocèle rectangle ! ☺

■ calcul de la hauteur par Pythagore :

   h² + (b/2)² = 10² donne h² = 100 - 0,25b²

                                 d' où h = √(100 - 0,25b²)

■ l' Aire du triangle est donc :

   b * √(100 - 0,25b²) / 2 = 0,5b√(100 - 0,25b²) .

■ étude de la fonction f(x) = 0,5x√(100 - 0,25x²) :

   dérivée f ' (x) = 0,5√(100 - 0,25x²) + 0,25x(-0,5x)/√(100 - 0,25x²)

                         = [ 0,5(100 - 0,25x²) - 0,125x² ] / √(100 - 0,25x²)

                         = [ 50 - 0,125x² - 0,125x² ] / √(100 - 0,25x²)

                         = ( 50 - 0,25x² ) / √(100 - 0,25x²)

   cette dérivée est nulle pour 50 - 0,25x² = 0

                                                                    x² = 200

                                                                    x  = 10√2 ≈ 14,1 cm .  

■ conclusion : la conjecture est enfin démontrée et vérifiée ! ☺