Fonctions (exercice de première)

Bonjour,
J’ai un problème avec un exercice de maths que je ne comprends pas.
Voici l’énoncé.

Une page rectangulaire de 20cm sur 30cm contient une zone imprimée (en bleu sur la figure) entourée de marges de même largeur.
On cherche quelles valeurs donner à la largeur x de la marge pour que l’aire de la zone imprimée soit supérieure à 459 cm2.
1) Dans quel intervalle x varie-t-il ?
2) Démontrer que le problème revient à résoudre l’inéquation 4x2 -100x + 141 > 0.
3) Un logiciel de calcul formel donne : 4x 2 -100x + 141= (2x-3) (2x-47)
3A) Vérifier le résultat fourni par le logiciel.
3B) Faire le tableau de signes
3C) Utiliser la question précédente pour résoudre dans l’ensemble des réels l’inéquation: 4x2 -100x + 141 > 0.
4) En déduire la réponse au problème posé.
Je pense avoir malgré tout quelques idées.89802

Réponses

  • Bonjour,
    il faudrait que tu dises sur quelle question tu bloques.
  • voici mes idées:

    1) pour la largeur x appartient à l'intervalle [20; +infini]
    pour la longueur x appartient à l'intervalle [30; +infini]
  • À quelle condition sur $x$ la zone colorée occupe tout le rectangle? À quelle condition sur $x$ la zone colorée est-elle de largeur nulle?
  • Bonjour,

    Tu pourrais donner un exemple de $x$ dans $[20;+\infty[$, puis faire le dessin correspondant ?

    Cordialement,

    Rescassol
  • Relis bien la 1ère phrase : Une page rectangulaire de 20cm sur 30cm contient une zone imprimée (en bleu sur la figure) entourée d’en marges de même largeur.
    20x30cm, c'est la dimension du GRAND rectangle. Le grand rectangle est de taille fixe. Et ce qu'on peut faire varier, c'est la taille du rectangle bleu.
    Tu me dis, j'oublie. Tu m'enseignes, je me souviens. Tu m'impliques, j'apprends. Benjamin Franklin
  • Alors cela veut dire que x appartient à l'intervalle [20;30] ?

    sinon je suis en train de réfléchir à la question 2, voici mon brouillon. Pouvez-vous me dire si je suis sur la bonne voie ?

    4x au carré - 100x +141 est supérieur ou égal à 0.
    A=4 B= -100 C=141
    soit: (-100) au carré -4*4*141= 7744

    donc: -100-racine carré de 7744 le tout divisé par 2*4
    ce qui me donne 3/2

    Puis : -(-100)+ racine de 7744 le tout divisé par 2*2
    ce qui me donne 47

    qu'en pensez vous ? malheureusement je n'arrive pas à poursuivre la forme factorisée certainement parce qu'il y a une erreur!
  • Regarde le dessin !
    Le grand rectangle fait 20x30.
    x a l'air tout petit, disons environ 1 ou 2 ou 3 ... en tout cas, sur ce dessin, x n'est pas dans l'intervalle [20,30]
    Tu me dis, j'oublie. Tu m'enseignes, je me souviens. Tu m'impliques, j'apprends. Benjamin Franklin
  • @alexia
    Effectivement, tu crois vraiment que tu peux faire tenir dans un rectangle de $20 \times 30$ cm, un plus petit rectangle entouré d'une marge de $20$ cm?

    Sinon en question 2., on te demande d'expliquer de quelle façon résoudre le problème revient à résoudre l'inéquation $4x^2-100x+41 \geqslant 0$.
    Tu devrais plutôt écrire toi-même une inéquation traduisant le problème et aboutir en développant et en réduisant à l'inéquation $4x^2-100x+41 \geqslant 0$.
    Parce que si tu pars comme tu as l'air de le faire de cette dernière inéquation, tu vas avoir du mal à remonter au problème posé...
  • A quoi sert de calculer le discriminant si on vous donne la factorisation?
    Si le brouillon concerne la question 2 ce n'est pas du tout ce que l'on demande, il faut d'abord calculer en fonction de x l'aire en bleu.
    C'est un exercice pour quelle classe?
  • l'aire est donc 20*30 soit 600 cm carré ?
    je suis un peu embetée pour la question 2 parce que je comprends tout à fait ce que vous voulez me dire mais je n'arrive pas à l'appliquer..
    et c'est niveau première.
  • Je viens de me rendre compte que meme si je n'ai pas compris la question 2 j'ai quand finalement répondu à la question 3C.
  • @biely : Je pense que c'est une élève de première et on est à la fin de la première semaine de cours (je pense que le prof est déjà courageux de donner ce genre d'exercice si tôt, alors ne soit pas si dur, par contre, j'avoue que lorsque je lis "un logiciel de calcul formel donne:" dans l'énoncé, ça me met aussi hors de moi, on préfèrerais, "vu que vous débutez et qu'on est sympa, on vous refile la factorisation:", pour éviter de les mettre en mode "un ordinateur peut le faire à ma place").
    @Blueberry : Tu as raison, le mieux est de mettre en équation, mais je crois que tu vas trop vite, je me permet donc de réorienter un peu la question.
    @alexia22: Soit $x$ la largeur de la marge. Donne nous les fonctions $h(x)$ et $l(x)$ les hauteur et largeur du rectangle bleu en fonction de $x$. Quelle sont les conditions sur $x$ pour que $l$ et $h$ restent positives?
    Répond à la question et oublie les questions suivantes tant que tu n'auras pas donné la bonne réponse à la question 1 (en plus si tu le fais comme je te le propose la réponse à la 2 viendra d'elle-même).
  • Vous avez déjà vu le discriminant au bout de la première semaine de cours?
    Le problème est lié au calcul de l'aire imprimée (en bleu), on est bien d'accord sur ce point?
    Pour calculer cette aire il suffit de calculer l'aire de la feuille 20×30=600 et l'aire totale des marges puis de les...je vous laisse continuer.)
  • @Titi le curieux
    Courageux de donner un exercice classique de seconde pour une classe de première j'ai du mal à comprendre...
  • Peut être que c’est simplement [600;+infini[
    Parce que je suis désolée mais non j’en ne comprends pas comment j’en peux trouver x avec une hauteur et une longueur vraiment je suis perdue pour le coup...
    Pourtant je confirme qu’il n’a pas l’air compliqué cette exercice. :-(
  • Problème :"l’aire de la zone imprimée soit supérieure à 459 cm2."
    Aire imprimée =aire totale de feuille (600)-(aire des marges blanches)
    Comment calculer l'aire des marges blanches? On voit qu'il s'agit (presque)d'une addition de 4 rectangles de largeur x . Je vous laisse le soin de comprendre que ce "presque" est lié au 4×x^2
  • Bon sang !
    Je tente une intervention : $x$ étant la largeur de la bordure (en $cm$) de tout le contour, peut-elle être égale à 600 ? à 20 ? à 1 ? à 12 ?
    Allez, on fait des schémas, on remplit des brouillons, on gribouille !

    Bonne soirée.
  • J'ose espérer qu'Alexia n'a pas utilisé la calculatrice lorsqu'elle dit avoir résolu la question 3C...8-)
  • @dom: je commence à sérieusement soupçonner qu'elle n'ait pas pigé les données du problème. Permets-moi une autre intervention (si ça ne marche pas j'abandonne).
    @alexia22
    Tu as bien compris qu'on impose que le rectangle bleu soit dessiné au centre d'un rectangle de taille 30cm x 20cm et que $x$ est la largeur de la marge? L'aire du rectangle bleu ne peut pas être plus grande que celle de la page sur lequel on le dessine.

    Je nomme $l$ la largeur du rectangle bleu $h$ sa hauteur, $x$ est la largeur de la marge. Si $x=0$, $l=20$ et $h=30$, si $x=2$, $l=16$ et $h=26$. Pourquoi? Tu peux expliciter $l(x)$ et $h(x)$? Quelle sont les conditions sur $x$ pour que ça ne soit pas du grand n'importe quoi?

    Réfléchis à ça et donne $l(x)$ (et oublie la suite pour le moment).

    @biely: J'adore torturer les enfants, mais leur dire "au lieu de calculer l'aire du machin maintenant qu'on connait sa longueur et sa largeur, on va plutôt retrancher l'aire de la marge à celle de la page, mais attention parce qu'on a compté deux fois les coins", je trouve ça sale :-D.
  • La largeur vaut peut être 20-2x ?
  • Yes! Tu piges pourquoi? Continue! Quelle valeur doit atteindre $x$ pour que le rectangle bleu disparaisse?
  • En fait je ne sais pas trop comment le justifier dans mon devoir après ?
  • Alexia
    Est-ce que vous comprenez que l'aire totale des marges blanches vaut 2×20X+2×30X-4×X^2 c'est à dire 100X-4X^2? (Je parle de la question 2)
  • Hum... Admettons que j'ai une planche de 1,5 m de long je coupe un morceaux de 25cm d'un côté et un autre de 25 cm (aussi) de l'autre côté, quelle est la taille de la planche centrale? (une fois que as compris tu remplace l'expression "morceaux découpés" par "marges")
  • @biely: Tu es capable de poser les équations et je t'en félicite! Comme tu jugeais le prof qui a donné le devoir doit être un petit joueur, j'en conclue que tu es un prof (et même un bon, qui n'a aucune difficulté à imposer sa volonté). Fais preuve de pédagogie!
  • La taille de la planche centrale vaut 100.
  • Ok, maintenant, je reprends une planche de 1.5 m, et je découpe deux morceaux sur les côtés de même égale, que je nomme $x$ (en mètre, pas en centimètre cette fois), quelle formule me donne la taille de la planche du milieu?
  • Cela donnerait 1,5-2x non ?
    Je suis absolument pas sure de moi...
  • Normalement on est bien d’accord que l’aire du rectangle vaut: (20-2x)(30-2x)

    pour le problème cette aire doit être supérieure à 459 d'où l'inégalité

    à transformer mais je ne comprends pas la question 1 qu’est ce que je dois mettre comme réponse exacte car pour moi c’est celle que j’ai noté juste en haut non ?
  • Si, c'est ça! J'avais 1,5 et j'ai retranché deux fois $x$ $1,5-x-x=1.5-2x$.

    Du coup, on retourne dans le sujet, tu as dit $l(x)=20-2x$, donne la formule pour la hauteur (qui fait 30 cm quand la marge est nulle). Réfléchis aussi à la condition sur $x$ pour que $l(x)\geq 0$ (sachant qu'on veut $x\geq 0$ ça te donnera l'intervalle).
    Utilise ensuite la formule de l'aire du rectangle (et les expressions de largeur et hauteur que tu auras trouvées) pour donner l'expression de l'aire du rectangle bleu en fonction de $x$ (qui est toujours la largeur de la marge).
  • La question 1 aborde un problème davantage "humain" que "mathématique".

    Puisque l'on est sur une feuille avec des dimensions précises, est-il pertinent d'avoir une bordure (la longueur $x$) de 16 cm, par exemple. Est-ce possible ?

    Si on traduit la question 1, et si on se met à la place de l'auteur, je pense que ça donne "quelles sont les bordures possibles pour pouvoir tracer ce rectangle bleu ?".
  • La formule pour la hauteur vaut (30-2x) également ?
  • Pour l’aire de ce rectangle cela vaut (20-2x) (30-2x)
    Mais ensuite je fais quoi ?
  • Comment ça « je fais quoi » ?
    Dès l’instant que tu as ceci, tu as tout.

    C’est valable quel que soit x (sauf négatif ou trop grand).
    D’ailleurs pour x=11, c’est bizarre je trouve que ça donne une aire négative.
  • @dom: note qu'elle n'a pas encore donné l'intervalle, elle n'a pas précisé sur quoi elle travaille, il est normal qu'elle soit en galère.

    @alexia22
    Ok, la question 2 ne te pose pas de problème (désolé, je n'avais pas fait super attention à cette partie de ton message) . Tu as lu ce qu'a écris dom (dans le message où il demande si il est possible que la marge fasse 16 cm): quelle est la largeur minimale ou maximale de la marge $x$?

    "l'intervalle sur lequel varie $x$" (réponse à la question 1), dans ce cadre, ça veut juste dire "quelles sont les valeurs autorisées pour la largeur de la marge". Si tu as l'intervalle, ce serait sympa de nous le dire.

    Pour la suite, tu n'as besoin que d'un indice. Pour le tableau de signe: utilise la forme factorisée (en se rappelant la "règle des signes"), en fait, je pense qu'il s'agit surtout d'un exercice de reprise en main sur la gestion des inégalités.

    Une dernière chose, tu as l'air sérieuse, tu as vu la multiplication, je crois que tu as fais le développement, mais tout ça ne sert qu'à peu de chose si tu galères trop à faire le lien entre les données d'un problèmes et les variables. Essaie de faire quelques problème (pas trop tard, car dans un environnement inhabituel on réfléchis mal quand on est fatigué, là tu devrais peut-être abandonner et reprendre demain) et rappelle-toi de poser des questions comme ici "quel est la largeur du rectangle quand celle de la marge vaut $x$".
  • Donc on est d’accord j’ai bien la réponse à la question 1:
    L’intervalle vaut [20-2x] [30-2x] ?
  • Donne l'intervalle!
  • On demande un intervalle pour $x$.
    Je réitère :
    $x$ peut-il être égal à 11 ?
    $x$ peut-il être égal à 58 ?
    $x$ peut-il être égal à $\pi$ ?

    Je vais me coucher.
  • Quand je dis soit y un réel plus grand ou égal à 3 et plus petit que 10, j'écris que $y$ appartient à l'intervalle [3,10].

    (20-2x)(30-2x) n'est pas un intervalle c'est l'expression de l'aire du rectangle (en $cm^2$) en fonction de la longueur de la marge (en cm).
  • Je crois qu'il est l'heure d'aller se coucher. Demain matin, tu fais un footing. Et pendant ce footing, tu repenses à cet exercice. Au bout de 10 minutes, tu auras l'étincelle. Tu auras tout compris.
    Tu me dis, j'oublie. Tu m'enseignes, je me souviens. Tu m'impliques, j'apprends. Benjamin Franklin
  • bonjour,

    Après réflexion je pense avoir trouvé la réponse à la question 1;
    pour cela j'ai fait (20-2x) (30-2x) supérieur ou égal à 0.
    donc a=-2 et b=20 puis a=-2 et b=30.

    ensuite j'ai réalisé le tableau de signe pour chaque expression.
    et j'ai trouvé l'intervalle ]- infini;10] U [15;+infini [

    est-ce juste ?
  • Bonjour Alexia22.

    Tu n'en as pas marre de faire des calculs au hasard alors qu'il suffit de penser concrètement la situation annoncée ?
    Depuis hier après-midi, tu fais des calculs et des calculs, sans jamais utiliser l'énoncé. Pourtant n'importe quel élève de sixième à qui on explique qu'on a mis la lettre x pour pouvoir parler de la largeur de la marge puisqu'on ne la connaît pas est capable de répondre presque immédiatement. Donc tu ne veux pas chercher intelligemment la réponse, tu veux qu'elle sorte toute cuite on ne sait d'où. Elle est dans l'énoncé. C'est fait pour ça, l'énoncé, pour dire de quoi il s'agit. Et ton travail est de le lire, de comprendre et de penser.

    Je pense qu'il est inutile que qui que soit t'aide, tu ne veux pas réussir (peut-être inconsciemment), tu veux seulement écrire des "calculs", plus idiots les uns que les autres, imiter des calculs que tu as vus ailleurs, mais sans comprendre. Tant que tu fais ça, tu perds ton temps, tu agis bêtement, alors que tu es bien plus intelligente que tu crois et que ton cerveau peut te permettre de trouver seule et facilement. A condition de l'utiliser...

    Cordialement.
  • Gérard 0,

    Je ne sais pas comment je dois m'y prendre avec ce devoir, je n'y comprends strictement rien, tout ce que je fais est complètement à la masse...
    ça fait deux jours que je suis dessus pour au final trouver aucune question...
    Je me sens mal pour ma note de maths!
  • Alors cette fois-ci j'espère ne pas me tromper mais d'après mes calculs: l'intervalle serait [0;10] ?
  • Salut,
    gerard0 a raison. Cependant, voici une dernière indication:

    À la question 1, on se fout pas mal de l'expression de l'aire et de savoir sur quel domaine de $\mathbb{R}$ $(20-2x)(30-2x)$ est positive (cela dit, ta réponse à cette question est juste, mais cette question n'est pas la plus pertinente). Tout ce qu'on veut savoir, c'est quelles sont les valeurs que peut prendre $x$ pour que le problème ait un sens, pour ça il faut $x$, $h(x)$ et $l(x)$ soit tous positifs. La réponse à la question 1 est donc [0,10], en deçà, $x<0$ et au delà $h(x)< 0$ (c'est aussi bête que ça!).

    Une dernière chose, on peut étudier pour apprendre ou comprendre, "acquérir des compétences", s'amuser ou pour un besoin social, comme aider quelqu'un. Évite de travailler uniquement pour les notes ou le classement, j'ai vu des gens qui n'avait rien compris apprendre par cœur des TD pour avoir des partiels, ceux que j'ai revu au boulot plus tard faisait un travail globalement contre-productif, on était obligé de repasser derrière pour éviter qu'ils ne présentent trop de choses fausses ou impertinentes.
  • Alexia ,
    Je t'ai envoyé il y a 5 minutes un message privé .
    On aimerait avoir ta rédaction complète de la question 1) puis de la question 2) pour pouvoir juger)
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