Deux cercles, un carré

Un exercice de géométrie : https://www.ukmt.org.uk/sites/default/files/ukmt/senior-mathematical-challenge/SMC_2019_Paper.pdf (exercice 25).
J'espère qu'il n'a pas déjà été traité ici.94504

Réponses

  • Bonjour,

    Réponse A

    Cordialement,

    Rescassol
  • Bonsoir à tous,
    J'ose me permettre de confirmer (mais est-ce bien nécessaire ?;-)) le résultat de Rescassol, et de vous proposer de chercher l'aire du rectangle d'or (s'il existe ...) et d'autres rectangles particuliers inscrits à la place du carré ... et pourquoi pas, de chercher l'aire du rectangle dont les longueur et largeur (attention, à prendre chacune, bien évidemment, toujours dans la même direction ...) sont dans un rapport k réel ...
    L'exercice n° 20 n'est pas mal non plus ...
    Cordialement
    JLB94512
  • Bonsoir,
    Pour un rectangle d'or, j'aboutis à une aire égale à 1/phi = (phi - 1)
    JLB
  • Construction du côté du carré : $(\sqrt{7}-1)/2$
    Dimensions du quadrillage : $1\times 1.5$94518
  • Bonsoir,

    J’ai résolu cela avec des équations de cercles et des soustractions dans un repère orthonormé cartésien peu astucieux.
    On s’en sort quand même facilement, mine de rien.

    Existe-t-il une méthode plus « géométrique » ?

    Cordialement

    Dom
  • Dom:

    La solution fournie (sur le même site) n'utilise pas de repère cartésien.
    J'ai raisonné comme toi, en faisant intervenir un repère orthonormé (d'origine le centre du cercle le plus "à gauche").

    PS:
    Je posterai un lien sur cette solution plus tard, histoire de ne pas encourager la flemme de ceux qui seraient motivés à chercher une solution à ce problème. B-)-
  • Bonsoir, Dom, FdP,
    Il suffit d'appliquer le théorème de Pythagore au triangle ADH en prenant pour inconnue le demi-côté du carré, et avec le rayon des cercles pour unité de longueur, on obtient
    (1/2 +x)2 + x2 = 1
    dont la racine positive est (rac7 - 1)/4, ce qui donne bien, pour l'aire du carré, le résultat annoncé par Rescassol.
    Est-ce cette solution-ci qui est proposée ?
    Bien cordialement
    JLB94524
  • Ok Fin de partie, je ne suis pas aller voir (uniquement le sujet au premier coup d’œil et l’anglais m’a fait fuir).

    Ok Jelobreuil ;-)
  • Bonsoir,
    Pour le cas général d'un rectangle avec k = hauteur/largeur, la largeur étant la dimension du rectangle dans la direction parallèle à la droite des centres, autrement dit l'horizontale sur la figure de mon précédent message, on obtient
    (1/2 + x)2 + (kx)2 = 1, soit x2(1 + k2) + x - 3/4 = 0
    Le discriminant vaut 3k2+4, qui est un carré parfait dans quelques cas, par exemple pour k = 2. On obtient alors, dans ce dernier cas, x = 3/10, donc une largeur de 6/10, une hauteur de 12/10 et une aire de 72/100.
    Dans le cas du rectangle d'or, avec l'égalité particulière k2 = k+1, on obtient pour le discriminant la valeur (2k)2, ce qui donne, pour la demi-largeur, x = (2k-1)/2(k+2), et pour l'aire du rectangle, 4.x.kx, ce qui, tous calculs faits, se réduit à 1/k = k-1.
    Bonne nuit, bien cordialement
    JLB
  • La question 20 me semble plus élémentaire :
    dans le triangle XYZ : $2(60+\theta)+\theta = 180$ d'où $\theta=20$.

    Question subsidiaire : P est-il le milieu de [XY] ?94550
  • Bravo, dm974 !
    Elégante, ta chasse aux angles !
    Bien cordialement
    JLB
  • Bonjour,

    1) Soland, j'entends bien que ton dessin de gauche donne une construction de $\sqrt7-1$ comme longueur du segment vertical. Mais peux-tu expliquer si/comment tu relies ça au problème ?

    2) La question pourra être posée dès la classe de 4ème, à condition que, dans l'équation $ax^2+bx+c=0$ vérifiée par $x$ (côté ou demi-côté du carré, comme on voudra), on ait $b=0$.
    En guise d'indication, donner le dessin suivant.94930
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