Bonjour à toutes et tous,
Je vais vous proposer une correction totale de cette exercice dont je vous donne le schéma pour le moment. Car un schéma est toujours utile même si il est fait rapidement et à main levée, il reste quand même utile pour fixer un peu les idées.
Première partie
I)
1)H est le projeté orthogonal de C sur (AD).
Donc (CH) et (AD) sont perpendiculaire.
Or H Є (AD)
Donc
CHD est un triangle rectangle en HDe plus, ABCD est un trapèze rectangle avec pour hauteur [AB]
Or par construction de H, [CH] est est la hauteur de ABCD issu de C.
Donc (AB) // (CH) et AB=CH
D'où
AB=
CH (les vecteur sont en gras)
Donc ABCH est un parallélogramme
Or (AB) et (BC) sont perpendiculaires
Donc
ABCH est un rectangleOn a: HD= AD-AH
Or AH=BC car ABCH est un rectangle
Donc HD= AD-BC =6-2, donc
HD= 4cmsOr
CH=AB=
4cmsDonc CH=HD =>
CHD est isocèle en HDonc
CHD est un triangle rectangle isocèle en H2)Lorsque que deux droites sont parallèle toute perpendiculaire à l'une est perpendiculaire à l'autre
Or (MN) // (AD) et (AB) perpendiculaire à (AD)
Donc (MN) et (AB) sont perpendiculaires
D'où
(MN) et (MA) sont perpendiculaires car MЄ(AB)
Or (NP) // (AB)
Donc
(MN) et (NP) sont perpendiculairesDe même, (NP) // (AB) et (AB) perpendiculaire à (AD)
Donc (NP) et (AD) sont perpendiculaires
D'où
(NP) et (AP) sont perpendiculaires car PЄ(AD)
De plus,
(AM) et (AP) sont perpendiculaires car (AB) et (AD) le sont et MЄ(AB) et PЄ(AD)
Or un quadrilatère avec quatre angles droits est un rectangle
Donc
AMNP est un rectangleII)
1)Dans les triangles DPN et DCH, (CN) et (HP) sont sécantes en D et (NP) // (CH) (car (CH) // (AB) )
Donc d'après le théorème de Thalès, on a:
DP/DH=NP/CH en particulier
Or CH=DH d'après la question I)1) vu que CHD est isocèle
Donc DP=NP
Or AMNP est un rectangle, donc NP=AM avec AM=x
Donc NP=
DP=xOr AP = AD - DP
Donc
AP= 6 - xOr AMNP est un rectangle
Donc
l'aire de AMNP, F(x), est égale à AM*APD'où
F(x)= x*(6-x)De plus,
9 - (x-3)² = 9 - x² +6x - 9 =
x*(6-x)Donc
F(x)=9 - (x-3)²Il ne faut pas oublier de dire que vu que MЄ [AB] et que AB=4
Alors
x Є [0;4]2) Dans cette question, il suffit de remplacer x par les valeurs proposées pour remplir le tableau.
Deuxième Partie
Les 4 premières questions de cette deuxième partie relève surtout de la lecture du graphique sur lequel se trouve représenté la courbe représentative de la fonction F.
Pour gagner du temps sur la rédaction, j'ai donc tracé la courbe représentative de F grâce à Excel et j'ai ajouté les droites servant à répondre aux 4 premières questions. Je vous laisse donc le soin de rédiger ces 4 questions à l'aide de l'image que je vous propose ci-dessous:
Je vais maintenant rédiger la partie calculatoire de cette deuxième partie.
Gardez toujours en tête lors de ce genre de question que le graphique n'est pas là pour faire joli !!! En effet, il est là pour vous permettre de
vérifier la cohérence des résultats que vous allez trouver par le calcul.
5)D'après la question II) 1) de la première partie, on sait que:
Pour tout x Є [0;4], F(x) = 9 - (x-3)²
Donc pour tout x Є [0;4], (x-3)² ≥ 0
D'où pour tout x Є [0;4], (x-3)² ≤ 0
Donc pour tout x Є [0;4], 9 - (x-3)² ≤ 9
Donc
pour tout x Є [0;4], F(x) ≤ 9Ce qu'on peut dire c'est que l'aire est forcément inférieure à 9cms² c'est à dire que
9 est un majorant de la fonction F.
Cependant, 9cms² est-elle un maximum pour l'aire AMNP ?
C'est à dire existe-t-il une valeur de x tel que F(x)=9 ?
Or pour x=3, on a: F(3)=9
Donc
l'aire du rectangle est maximale lorsque AM=3cms et ce maximum vaut 9cms². (On peut vérifier que sur la graphique, la courbe représentative de F admet bien un maximum en x=3cms de 9cms² ce qui est cohérent avec notre résultat)6)Pour trouver les valeurs de x pour lesquelles l'aire est égale à 17/2 cms², il faut et il suffit de résoudre l'équation F(x)=17/2
<=> 9 - (x-3)² = 17/2
<=> (x-3)² - 9 + 17/2 =0
<=> (x-3)² - 1/2 =0
<=> [x-3 + 1/√2]*[x-3 - 1/√2]=0
<=> x= 3 - 1/√2 ou x = 3 + 1/√2
Donc
l'aire du rectangle est égale à 17/2 cms² lorsque x= 3 - 1/√2 ou x = 3 + 1/√2 (On peut vérifier que les deux points d'intersection entre la courbe représentative de F et la droite d'équation y=17/2 ont pour abscisses sensiblement les valeurs que nous venons de trouver)Il y avait une erreur dans l'énonce, il s'agit bien d'un 3 et non d'un 6 pour cette dernière question ce qui est logique vu que x est compris entre 0cms et 4cms. Il ne pouvait donc pas dépasser les 4cms.
Et il y avais une erreur aussi pour la question d'avant car F(x) est bien inférieur ou égale à 9, la preuve de cette erreur est évidente du fait que pour x=3, on a bien F(x)=9 !! Nous ne pouvions pas avoir un strictement inférieur sur l'intervalle [0;4] tout du moins.
Ceci conclut donc la correction totale de cette exercice. J'espère avoir été le plus clair et le plus précis possible pour vous.
Bonne continuation @toutes et tous et @bientôt au sein du forum!