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#551 Re : Le coin des beaux problèmes de Géométrie » Tétraèdre orthocentrique » 18-05-2013 16:37:49

Bonjour,

succinctement

Succinctement, mais un vrai plaisir...

par hypothèse : [AB] orthogonal à [CD],  [AD] orthogonal à [BC]
(on montrera qu'alors [AC] est orthogonal à [BD])

Le théorème des 3 perpendiculaires étant utilisé intensivement :
1) A se projette orthogonalement sur (BC) en M : [BC] est orthogonal au plan ADM, d'où
Si A se projette en [tex]A_1[/tex] sur le plan BCD et si D se projette en [tex]D_1[/tex] sur le plan ABC, alors
[tex](AA_1)\  et\ (DD_1)[/tex] sont dans le plan ABM, hauteurs du triangle ADM et se coupent en H.

2) C se projette en N sur (AB) et [tex]D_1[/tex] est sur (CN) puisque [AB] orthogonal à [CD],
[tex]D_1[/tex] est l'orthocentre du triangle ABC ainsi [tex](BD_1)[/tex] est orthogonal à [AC]
donc [AC] orthogonal au plan [tex]BDD_1[/tex] , donc [AC] est orthogonal à [BD]

on ré-utilise la démonstration 1) en permutant les rôles de B et C.
ainsi H est le point de rencontre de 3 hauteurs du tétraèdre issues de A, D et C. idem pour la 4ème hauteur issue de B.

#552 Re : Café mathématique » Produit scalaire et tétraèdre » 18-05-2013 14:05:34

Bonjour,

Réponses rapides

Réponses rapides (sans totalité des justifications) :
1. Si X est le centre de gravité du triangle ABC, G est sur [DX] aux 3/4 de [DX] à partir de D.
Dans le plan AKD : G est au milieu de [LK] puisque [LY] est parallèle à [DX] en appelant Y le milieu de [AX]
2a. IKJL est un losange car IK=AC/2=JL et IL=BD/2=JK or AC=BD
2b. Les diagonales [IJ] et [KL] sont orthogonales
3a. [IJ] est orthogonale  à [MN] comme à [KL] donc à leur plan MKN où se trouve G
3b. =0 car [MK] est dans le plan MKN. [AB] est parallèle à [MK], donc aussi orthogonale à [IJ]
    J sur [CD] joue le même rôle que I sur [AB] vis-à-vis de [IJ] (ou [JI])
c. G est milieu de [IJ] dont on vient de voir l'orthogonalité avec [AB] et [CD]
d. Dans le triangle GAB, (GI) est médiatrice de[AB] G est donc centre d'une sphère circonscrite au tétraèdre.

#553 Re : Entraide (supérieur) » théoreme de stokes » 17-05-2013 20:38:10

Bonsoir,

Ce champ F de vecteurs possède le plan xOz comme plan de symétrie et aucun vecteur ne traversera ce plan (car y=0)
on peut donc limiter y entre 0 et 1 et écrire, pour la moitié du volume proposé :
[tex]\int\int\int_VdivF\ dV=\int_{x=0}^{2}\int_{y=0}^{1}\int_{z=0}^{1-y^2}(-5+x^2)\ dxdydz[/tex]

On commence par intégrer en z, puis en y , enfin en x. Je trouve [tex]-\frac{44}{9}[/tex] pour la moitié du volume proposé

#554 Re : Entraide (collège-lycée) » Calcul integrale » 17-05-2013 20:05:37

Bonsoir,

freddy a écrit :

allez, un petit cadeau : pour n entier non nul,[tex] f_n(0)=2n+1[/tex]
Donc f_n est une fonction continue de [tex]I = [0,\, \frac{\pi}{2}\ ][/tex] vers [tex][-1,\, 2n+1\ ][/tex]…

Je suis incorrigible et sans doute exaspérant de voir ainsi les petits détails :
[tex]f_n[/tex] oscille bien plus bas que -1 en venant de 2n+1.
Sa dérivée s'annule pour [tex]2ncos((2n+1)x) = \frac{sin(2nx)}{sin(x)}[/tex] , alors pour la 1ère oscillation négative,
si [tex]n=2\ :\  f_n[/tex] descend  jusqu'à -1.25 pour x = 0.91
si [tex]n=3\ :\  f_n[/tex] descend  jusqu'à -1.63 pour x = 0.65
si [tex]n=4\ :\  f_n[/tex] descend  jusqu'à -2.04 pour x = 0.50  etc. mais c'est largement hors sujet...

#555 Re : Entraide (supérieur) » théoreme de stokes » 17-05-2013 09:25:44

Bonjour,

Ne pourriez-vous essayer avec un V limité par les plans x=0 et 2, y=0 et 1, z=0 et 1 pour vous fixer les idées,
puis par V limité par x=0 et 2, y=z et z = 0 à 1. Voir avec z=1-y² serait alors plus facile...

Pouvez-vous recopier votre corrigé et dire ce que vous n'y comprenez pas ?

Edit pour vous aider :
div F= -5 +x²  et ne comprend pas 2xy
calculez donc les intégrales sur les 4 surfaces en effectuant le produit scalaire du flux avec le vecteur normal sortant
pour comparer leur somme avec l'intégrale de volume. Tout se fait en coordonnées cartésiennes.

Note : La parabole z=1-y² a un sommet en z=1 pour y=0 et passe en z=0 ("plancher qui délimite le volume") pour y =-1 et y=1

#556 Re : Entraide (collège-lycée) » Calcul integrale » 17-05-2013 09:12:32

Bonjour,

@BAKARY NDIAYE : Encore une fois, relisez bien pour vérifier le sens de ce que vous écrivez : Vous vouliez dire

"En conclusion je dis que [tex]f_{n+1}[/tex] est vrai (existe) donc,  puisque [tex]f_n[/tex] est  vrai  au rang  n"

#557 Re : Entraide (collège-lycée) » Calcul integrale » 16-05-2013 22:53:23

Bonsoir,

@freddy : Oui, j'ai de suite vu l'erreur dans l'application de sin(p)-sin(q), comme je l'ai expliqué au post #5. Après vos questions au post #2 il m'apparaissait qu'il fallait réconforter Bakary NDiaye au post #3 sans vouloir interférer avec les questions de votre post #2.

Personnellement le prolongement de la fonction en 0 et l'existence de l'intégrale ne me posent aucune difficulté.
Et nous savons par ailleurs que je suis absolument incapable d'une réflexion correcte et d'une pédagogie efficace...

#558 Re : Café mathématique » Produit scalaire et tétraèdre » 16-05-2013 20:52:39

Bonsoir,

Pour une solution analytique, sur invitation de yoshi :

Dans le triangle isocèle BKD, J milieu de sa base [BD] de longueur [tex] l= 1, \ et\ BK=KD=\frac{\sqrt{3}}{2}[/tex] on obtient la longueur [tex]JK=\sqrt{KD^2-DJ^2}=\frac{3}{4}-\frac{1}{4}=\frac{\sqrt{2}}{2}[/tex]

L'espace étant muni d'un repère orthonormal [tex](O,\vec{i},\vec{j},\vec{k})[/tex], on place les points
[tex]A(0.5; 0; 0)\ et\ C(-0.5; 0; 0)[/tex]
[tex]K(0;0;0)\ et\ J(0;0; \frac{\sqrt{2}}{2})[/tex]
[tex]B(0;0.5; \frac{\sqrt{2}}{2})\ et\ D(0;-0.5; \frac{\sqrt{2}}{2})[/tex]

[tex]\vec{AD} = (x_1;y_1;z_1) = (-0.5;-0.5; \frac{\sqrt{2}}{2})[/tex]
[tex]\vec{JK} = (x_2;y_2;z_2) = (0;0; -\frac{\sqrt{2}}{2})[/tex]
[tex]\vec{AD}.\vec{JK}=x_1x_2+y_1y_2+z_1z_2 =-\frac{1}{2}[/tex] (à multiplier par [tex]l^2[/tex])

#559 Re : Entraide (collège-lycée) » Calcul integrale » 16-05-2013 20:28:05

Bonsoir,

@BAKARY NDIAYE : Je viens de voir tes excuses que je trouve ultra-sympathiques.
freddy et yoshi ont eu raison de réagir, et si je n'avais pas vu que tu étais sur la solution avec une petite erreur, je n'aurais pas mis mon post #3.

Tu as de bonnes intuitions et de bonnes démarches, alors il faut soigner tes calculs. Tu as calculé un 2n+1 à la place de 2n+2, et patatras, tu fiches par terre le résultat de l'intégrale définie : Tu obtient un sinus à prendre entre 0 et soit pi/2, soit 3pi/2, alors que tout est parfait et nul avec un sinus à prendre ente 0 et des multiples de pi ! Quel désastre pour 4n+4 mal divisé par 2. Et c'est le genre d'erreur que l'on ne voit plus quand on l'a faite ! Soigne tes calculs numériques !

Bon, tu dois encore répondre à la question de freddy

Bonne suite.

#560 Re : Entraide (collège-lycée) » Calcul integrale » 14-05-2013 23:27:35

Bonsoir,

une piste :

Montrer que  [tex]U_{n+1}-U_n[/tex] est constante revient à montrer que
[tex]\int_0^\frac{\pi}{2}\,(f_{n+1}(t)-f_n(t))\,dt[/tex] est nulle

on a donc [tex] sin(2n+3)t -sin(2n+1)t [/tex] au numérateur de l'intégrale
On pose p = (2n+3)t et q = (2n+1)t et ce numérateur devient [tex]2\times{cos(2n+2)t}\times{sint}[/tex] ce qui élimine le dénominateur sint

En poursuivant, on trouvera que l'intégrale définie est nulle…

#561 Re : Entraide (collège-lycée) » Geometrie » 14-05-2013 09:42:02

Bonjour,

la question d. [tex]\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{CD}[/tex] du post #3 est restée en suspens, juste évoquée en fin du post #11 après la proposition erronée de soso au post #10.

Mais sans doute ne relie-t-on plus "produit scalaire" et "orthogonalité" dans le cours fait aux lycéens  ???
et si en plus il fallait s'en servir dans l'espace à 3 dimensions où l'on place un tétraèdre régulier   !!!

Donc, on préfère supprimer toute solution utilisant directement les projections orthogonales dans ce tétraèdre.
La consigne serait : Le produit scalaire de deux vecteurs est  [tex]\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AC}=AB \times AC \times \cos {\theta}[/tex] ; ne regardez pas au-delà ... !!

@yoshi : J'ai comme vous le souci de la progression des élèves qui demandent de l'aide et je n'ai pas de comptabilité ni de quota sur les erreurs contre lesquelles aucun correcteur n'est prémuni.
J'ai aussi le sentiment que "faire comprendre" n'est pas seulement faire longuement appliquer, corriger, appliquer, corriger la même formule sur la même question : il y faut un peu plus d'ouverture au pourquoi puis au comment ...

Je ne suis pas d'accord pour que soit supprimé de mon post #16, sans en discuter, ce qui est appelé une digression et qui, pour ce problème, correspond exactement à ce qu'est le produit scalaire : Projection orthogonale d'un vecteur sur la droite support d'un autre vecteur, avec application à l'espace dans lequel est situé le tétraèdre.
On comprend pourquoi dans la question c. il est demandé de décomposer [tex]\overrightarrow{JK} [/tex] : Pour faire re-utiliser les méthodes des questions a et b.
Mais il n'est pas interdit dans cet exercice de s'ouvrir à une propriété d'orthogonalité tout aussi efficace...à moins que l'on n'ait pas compris que l'on peut aussi utiliser la projection orthogonale dans l'espace à 3 dimensions...comme recommandable pour la question d.

#562 Re : Entraide (collège-lycée) » Geometrie » 12-05-2013 14:40:10

Bonjour,

Je trouve [tex]\overrightarrow{AD}.\overrightarrow{JK}=-\frac{l^2}{2}\ et\ non \  0[/tex]...
en effet :
[tex]\overrightarrow{AD}.\overrightarrow{JD}=\frac{l^2}{4} [/tex]
[tex]\overrightarrow{AD}.\overrightarrow{DA}=-l^2[/tex]
[tex]\overrightarrow{AD}.\overrightarrow{AK}=\frac{l^2}{4} [/tex] Et en additionnant ...

#563 Re : Entraide (collège-lycée) » Geometrie » 11-05-2013 09:49:20

Bonjour,

ATTENTION D'après la figure post #3
[tex] \vec{IK}=\frac{1}{2}\vec{BA}[/tex] en non [tex]\vec{AB}[/tex] comme écrit post #6.
Voir donc post #7...

Le signe du produit scalaire  [tex]\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AC}=AB \times AC \times \cos {\theta}[/tex] correspond au sens suivant lequel un des vecteurs se projette orthogonalement sur l'autre. Ce signe est donné par [tex] \cos {\theta}[/tex]

#564 Re : Entraide (collège-lycée) » loi uniforme » 08-05-2013 17:07:05

Bonjour,

la densité est un rapport entre éléments mesurés avec la même unité
ici 1/45 est pour chaque minute dans l'intervalle  de 45 minutes...

#565 Re : Café mathématique » Pourquoi l'integrale d'une fonction doit toujours etre continue? » 08-05-2013 16:42:31

Bonjour,

La continuité de f pour posséder une Primitive est une condition suffisante
Pourquoi demande-t-on que f soit continue ? intuitivement et grossièrement :

si f est définie entre a et b et si l'on divise [a,b] en intervalles [tex]h=\frac{b-a}{n}[/tex]
on peut considérer l'intégrale comme la limite commune, quand n tend vers l'infini,
des 2 sommes de rectangles, de largeur h, au-dessus de f ou en dessous.

Supposons f croissante en un point x. Alors la hauteur du rectangle
en dessous de f est f(x) et celle du rectangle au dessus est f(x+h)

Lorsque la hauteur des rectangles, pris 2 à 2, tend vers la même limite, on rejoint la définition de la continuité de f en chaque point de [a,b]

#566 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » Enigme mathématique du Monde numéro 6 : le nombre mystère » 05-05-2013 16:42:29

Bonjour,

Avec la proposition 4 : Le 4ème chiffre en partant de la gauche est impair,
J'avais le plus petit nombre qui convienne : 9222210 (il n'y a pas le chiffre 4)

#567 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » Jeu d'eau » 04-05-2013 16:59:24

Bonjour,

@ yoshi :
j'ai admiré la ligne : L[0],L[2-((q>>i)&1)]=L[0]*2,L[2-((q>>i)&1)]-L[0]

et bien sûr fait quelques essais : tout à fait conformes.

#568 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » Jeu d'eau » 03-05-2013 16:51:13

reBonjour,

Yossine a écrit :

@totomm, comment as-tu remonté le fil de l'algo pour trouver les exemples ?

J'ai d'abord mis une signalétique dans le programme de yoshi (depuis mes doutes exprimés post #24)
et j'ai vu sur différents essais que la façon d'obtenir un résultat était un peu erratique (au sens : dépendant des chiffres utilisés)

J'ai donc transformé le programme yoshi en une procédure Vider(N) en lui adjoignant un comptage pour limiter chaque durée
et j'ai utilisé la force brute N=[a,b,c] avec a depuis 1, b depuis a+1 et c depuis b+1, avec a+b+c<max
J'ai pris max petit pour avoir un temps d’exécution  global petit puis je l'ai augmenté raisonnablement...
Aucun mérite dans ce procédé qui a été mené rapidement

#569 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » Jeu d'eau » 03-05-2013 15:06:26

ReBonjour,

Ce n'est pas un problème d'écart entre n1,n2,n3... :
C'est que l'algorithme implémenté n'est pas démontré...

voir le bouclage de 14,17,36 qui boucle sur 25,6,36
voir le bouclage de 15,22,48 qui boucle sur 3,28,54...

#570 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » Jeu d'eau » 03-05-2013 11:38:58

Bonjour,

une boucle infinie dans le programme post #23 :

[12, 19, 26]    ligne 4et 5 q=1 r=7 Faire N0reçoitN1 en ligne 14
[24, 7, 26]    ligne 23 q=3, Faire N0->N1 car q impair =  3
[17, 14, 26]    ligne 23 q=3, Faire N0->N1 car q impair =  1
[3, 28, 26]     Faire N0reçoitN1 car N0<N1, r>0
[6, 25, 26]     Faire N0reçoitN1 car N0<N1, r>0
[12, 19, 26]     Faire N0reçoitN1 car N0<N1, r>0

#571 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » Jeu d'eau » 02-05-2013 16:48:48

Bonjour,

yoshi a écrit :

Donc j'attends toujours une explication dénuée d'une procédure elliptique

je peux essayer, en espérant que Yassine me pardonnera d'avoir volé ses explications :

on a donc 3 contenus différents que l'on ordonne n1<n2<n3.
l'idée est d'obtenir r<n1 dans un récipient, alors on aura s et u dans les 2 autres récipients et on ordonnera r,s et u pour refaire comme avec n1,n2 et n3

comme n1, n2 et n3 sont des entiers, on fait la division euclidienne n2=q.n1 + r
C'est donc dans le récipient contenant n2 que l'on va obtenir r strictement inférieur à n1

et l'on va remplir le récipient qui contient n1 et qui contiendra successivement 2.n1, 4.n1, 8.n1,...

on écrit q en base 2 et je prends un exemple : n1=5, n2=49 alors q=9 (1001 en base 2) et r=4
le poids 1 de q en base 2 est 1 : je transfère n1=5 de n2 dans n1 qui devient 10
le poids 2 de q en base 2 est 0 : je transfère n1=10 de n3 dans n1 qui devient 20
le poids 4 de q en base 2 est 0 : je transfère n1=20 de n3 dans n1 qui devient 40
le poids 8 de q en base 2 est 1 : je transfère n1=40 de n2 dans n1 qui devient 80

j'ai donc transféré 5+40 = 45 de n2 dans n1 : reste 4 dans n2, c'est ce que l'on veut !!!
j'ai donc transféré 10+20 = 30 de n3 dans n1 : peu importe le reste dans n3, il est toujours possible de prendre dans n3 car n3>n2.

La démonstration de Yassine est impeccable.

#572 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » Jeu d'eau » 02-05-2013 13:08:27

Bonjour,

Correction faite, le programme donne un résultat sur les différentes valeurs initiales utilisées : Python 3.2.2 dit "Invalid token" pour N[01] (il prend cependant correctement N[00] !)

Comparé à l'algorithme Yassine implémenté post #20, le programme donné au post #23 donne un résultat "récipient vide" plus rapidement, vraisemblablement en économisant les tris, puisqu'il n'y en a plus qu'un seul au début.

L'algorithme implémenté post #23 par yoshi correspond à un automate dont les états sont finis, puisque la somme des contenus des 3 récipients est constante.
Mais en suivant la succession d'états : la "descente" qui est la base de la démonstration de Yassine n'est pas utilisée !
Un état correspondant à deux récipients égaux sera donc inéluctablement atteint pour tout triplet initial si l'algorithme ne boucle pas auparavant : est-ce démontrable au vu du programme ?

#573 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » Jeu d'eau » 01-05-2013 14:05:57

Rebonjour,
@yoshi : Je reprends votre code post #17 avec N=[17,21,49]
les lignes 14,15 et 16 impriment [34,4,49]
et on revient ligne 3 sur le while not, puis sur la ligne 19, puis sur la ligne 24

sur cette ligne 24 j'ai corrigé le 01 de q,r=N[0]//N[1],N[01]%N[1] en 0 sinon Python 3.2 se met en erreur. Comme alors r=2 on reboucle indéfiniment via la ligne 3......??

#574 Re : Enigmes, casse-têtes, curiosités et autres bizarreries » Jeu d'eau » 01-05-2013 11:34:10

Bonjour,

Je n'ai pas réussi à faire marcher le code de yoshi. le programme boucle indéfiniment...

Mais j'avais habillé l'algorithme Yassine et fait divers essais :

#Python 3.2.2
def vider(n):
    while True:
        n.sort(),print(n," après tri")
        if n[0]<=0:
            print("**************")
            break
        if n[0]==n[1]:n[0],n[1]=n[0]+n[0],0
        elif n[1]==n[2]:n[1],n[2]=n[1]+n[1],0
        else:
            q,r=n[1]//n[0],n[1]%n[0]
            while q>0:
                if (q&1):n[1]-=n[0]
                else:n[2]-=n[0]
                n[0]+=n[0]
                print(n,"  q =",q,"  r =",r)
                q=q//2
            if r==0:
                print("**************")
                break
#vider([3,2,1])
#vider([6,35,1000])
#vider([6,9,16])
#vider([8,9,21])
#vider([8,19,21])
vider([17,21,49])
 

#575 Re : Entraide (collège-lycée) » Foncion reciproque » 30-04-2013 11:22:00

Bonjour,

Yassine a écrit :

totomm utilise bien la formule que tu indiques, mais avec peut être une notation qui te perturbe.

Pour bien préciser : Quand Yassine arrive de manière impeccable à
[tex](f^{-1})'(y) = \frac{1}{\sqrt{2-y^2}}[/tex], la variable dans la fonction réciproque est y
et la dérivée est celle de x fonction de y.


Quand je veux étudier la réciproque de la fonction [tex] f(x)=sinx+cosx[/tex] ,[tex] x\in[\frac{-3\pi}{4}, \frac{\pi}{4}][/tex],
j'intervertis x et y de façon à représenter  [tex]f \ et\ f^{-1}[/tex] sur le même plan muni d'un repère  orthogonal [tex] (O,\vec{i},\vec{j}) [/tex], x étant l'abscisse et y l'ordonnée.

Pour éviter toute erreur je définis une variable auxiliaire t et j'écris pour f :
x=t avec [tex]t=[\frac{-3\pi}{4}, \frac{\pi}{4}][/tex],
y= sint+cost

alors pour [tex]f^{-1}[/tex], en intervertissant simplement x et y :
y=t avec [tex]t=[\frac{-3\pi}{4}, \frac{\pi}{4}][/tex],
x= sint+cost
et la dérivée s'écrit "naturellement" en dérivant par rapport à t : [tex](f^{-1})'=\frac{y'}{x'}=\frac{1}{cost-sint}[/tex]


Reste ensuite à exprimer cette dernière en fonction de x qui se place en abscisses.
(au post #7 je n'ai pas utilisé t mais y)

Si ma démarche n'est pas "orthodoxe", elle évite bien des erreurs...

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