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#1 - 19-08-2020 08:38:48
- nodgim
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un truplet pour des carrés
Bonjour @ tous.
Soit un triplet de réels 0 < p < m < g. Sous quelles conditions peut-il représenter 3 des 4 distances d'un point aux 4 sommets d'un carré quand ce point est strictement à l'intérieur du carré ? Carré et point dans le même plan. Combien et dans quelles conditions peut-on trouver de carrés de tailles distinctes qui sont solution ?
Trouver la taille de tous les carrés du triplet ( 5, 11 , 13 ).
Bon calcul.
#2 - 20-08-2020 08:50:53
- scarta
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un tripket pour des carrés
Bon alors quelques réflexions en vrac: * ce point s'il existe est une intersection de 3 cercles dont les rayons sont donnés et les centres des sommets * puisque 3 sommets sur 4, il y en a forcément 2 opposés et le 3ème adjacent * si x et y sont les rayons des cercles des deux sommets opposés, alors x+y >= c*sqrt(2) avec c le côté du carré : il faut au moins un point d'intersection * et aussi x <= c*sqrt(2) et y <= c*sqrt(2) puisque les points d'intersection sont dans le carré. * avec ces deux critères, on a deux points disposé symétriquement par rapport à la diagonale qu'on a considéré (celle qui relie les deux sommets). Le 3eme sommet peut être n'importe lequel des deux autres * Si le 3eme rayon est <= c*sqrt(2)/2 alors il faut considérer le point d'intersection situé dans le même demi plan que le 3eme sommet (par rapport à la diagonale qui passe par les deux premiers sommets, sinon ben l'autre dans le demi plan opposé * et bien entendu le 3ème rayon aussi est <= c*sqrt(2) pour la même raison que ses camarades
Ici, p<m<g, donc l'intervalle le plus large pour c est p*sqrt(2)/2 <= c <= (m+g)*sqrt(2)/2, première condition (dans le cas où p serait le rayon du cercle centré sur le sommet adjacent)
je vais poser les equations de cercle, on verra bien ce que ça donne...
#3 - 21-08-2020 16:18:33
- Franky1103
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un triplet poue des carrés
Les quatre points du carré ont pour coordonnées: (0;0); (0;t); (t;0) et (t;t) et le point central (a;b) A est la distance du point origine et au point central et B; C et D les autres distances dans le sens horaire On a les relations: A² = a²+b²; B² = a²+b²+t²-2.bt; C² = a²+b²+2.t²-2.at–2.bt et D² = a²+b²+t²-2.at D’où: A²+C² = B²+D² et donc la condition: A²+C² >= B² Pour (5;11;13), B=13 ne convient pas; il reste donc (A;B;C) = (11;5;13) ou (13;5;11) car A et C jouent un rôle symétrique pour le côté du carré En replaçant A² par a²+b², les relations donnent: t^4 – (A²+C²).t² + (A^4+2.B^4+C^4)/2 - B².(A²+C²) = 0 1ère solution: t^4 - 290.t² + 14976 = 0 On trouve: t² = 222,775 ou 67,225, soit t = 14,926 (à garder) ou 8,199 (à rejeter car hors du carré) 2ème solution: t^4 - 194.t² + 5760 = 0 On trouve: t² = 157,407 ou 36,593, soit t = 12,546 (à garder) ou 6,049 (à rejeter car hors du carré) En définitive, on a deux solutions pour le côté du carré: 14,926 ou 12,546 Merci d'essayer de garder ce site en vie
#4 - 21-08-2020 17:37:57
- nodgim
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un triplet pour fes carrés
C'esr presque parfait, Francky, bravo à toi !
Juste une petite chose encore à creuser : Avec ce triplet donné (p,m,g), peux-tu fournir les conditions pour 1, 2 ou 3 solutions ? Tu as donné une condition minimale, mais elle n'est pas tout à fait juste ( l'égalité que tu as fournie est correcte, mais n'est pas vraiment utilisable comme condition).
#5 - 21-08-2020 23:15:50
- LeJeu
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Un triplet pour ddes carrés
Bonjour tous Bonjour Nodgim,
ma première participation sur ce site !
Un approche purement algébrique: si on note A B C les trois sommets du carré reliés "au point dans le carré" que l'on nomme O, avec B entre ( relié à) C et A, et a b c les distances respectives
En projetant O sur les coté, Soit X le coté, BA est partagé en (u, X-u) et BC en ( v,X-v) et en utilisant Pythagore on se retrouve avec trois équations : b² = u² + v² a² = (x-u)² + v² c² = (x-v)² + u²
qui donne au final, en éliminant u et v l'équation en X ( coté du carré) : 2 x^4 - 2 X² (a²+c²) + ( b²-a²)² + (b²-c²)²
L'équation est évidemment symétrique en a/c ( ce qui correspond à deux dessins symétriques) Mais pas en abc, ce qui veut dire qu'il va falloir tester successivement b = m/p/g donc trois cas
L'équation est en bi carré et le delta est -a^4 - c^4 - 4*b^4 + 2*a²c² +4*b²a² +4*b²c²
il y donc 3 deltas à tester pour savoir si on a 0,1,2,3 cas possibles
Avec quand on a une solution, deux valeurs négatives que l'on rejette,et deux valeurs qui sauf erreur doivent correspondre à un point extérieur et un point intérieur au carré, j'ai l'impression que la valeur la plus grande du coté correspond au point à l'intérieur du carré ? ( sans preuve)
pour m,p,g= 5,11,13 sauf erreur ...
si b=11 : on trouve une solution √97+√3649 soit environ 12,54 si b= 5 : on trouve une solution √145+√6049 soit environ 14,92 si b= 13 pas de solution
bonne soirée
Ps j'édite pour détailler le calcul initial
#6 - 22-08-2020 09:04:42
- Franky1103
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un troplet pour des carrés
En reprenant mes notations, je trouve un discriminant de mon équation du second degré en t² de: D = 4.B².(A²+C²-B²)-(A²-C²)² Si A²+C² < B², alors D < 0 et on est sûr de n’avoir aucune solution (condition qu’on retrouve dans mon précédent post). Si A²+C² > B², alors on a: D = (2.B.V(A²+C²-B²)-A²+C²).(2.B.V(A²+C²-B²)-A²+C²) dont on doit étudier le signe. Mais, d’une part l’étude de ce signe se complique, d’autre part une solution négative en t² n’en donne aucune en t et enfin je ne sais toujours pas si le point central obtenu est situé dans le carré ou pas. Affaire à suivre …
#7 - 22-08-2020 09:44:03
- nodgim
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Un triplet pour des ccarrés
@ Lejeu : c'est bon pour les mesures des carrés, bravo !
@ Francky et les autres : l'approche de la partie " conditions " par résolution du "delta" ne semble pas la bonne, à tout le moins ne donnera pas de solutions simples et claires. Il y a une approche bien plus sympathique avec une part géométrique. Par ailleurs, un triplet étant donné, la solution se construit facilement à la règle et au compas.....
#8 - 23-08-2020 18:37:10
- LeJeu
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Un tripllet pour des carrés
Bonjour,
J'ai sorti mes crayons à dessin, ma règle et mon compas
Ci dessous les cercles A ( r=5) et B ( r=11) de centre E "on voit", pas encore démontré ... qu'en fixant A, et en faisant parcourir le cercle à B : que le coin D du carré décrit le cercle C de centre O (5,-5) et de rayon 11

1) Pour la construction du carré du triplet ( 5,11,13) , il suffit donc de tracer l'intersection du cercle C et du cercle de rayon 13 de centre E On retrouve le cas du carré de coté 14,9 de mon post précédent
2) à partir du couple (5,11) on peut calculer le max de de la troisième distance donnant un carré avec E intérieur :
 c'est \sqrt{(11+5)²+5²)} environ 16,8
Je regarde pour dessiner l'autre solution ps - je ne pas sûr de ma mise en ligne d'images - Nodgim, tu me dis si rien ne s’affiche, évidemment sur mon ordi ca marche !
#9 - 23-08-2020 19:02:06
- nodgim
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Un triiplet pour des carrés
@ Lejeu : un peu compliqué comme construction.....il y a plus simple, et surtout plus rigoureux.
Sinon, pour le max, c'est bon !
#10 - 23-08-2020 20:54:28
- LeJeu
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Un triplet pour des caarrés
Nodgim, je te lis bien... ma méthode n'est pour le moins pas rigoureuse ( mais pas si compliquée ?) .. mais j'en profite pour aller chercher la deuxième condition !
je continue donc avec le deuxième coin de mon carré
le point C parcours maintenant le cercle de centre F, on retrouve l'autre solution avec le carré de 12,6

et le max dans la figure ci-dessous:
 avec donc \sqrt{(11+5)²+11²} soit environ 19,4 Donc pour répondre à la question initiale :
avec un triplet de réels 0 < p < m < g
il y a
deux solutions si g< \sqrt{(m+p)²+m²} une solution si g< \sqrt{(m+p)²+p²}
#11 - 24-08-2020 10:39:31
- nodgim
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Un tripleet pour des carrés
OK Lejeu, tu as bien 2 critères corrects pour 2 solutions.
N'y a t'il pas une 3ème solution possible (cas général) ?
#12 - 24-08-2020 12:18:34
- LeJeu
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Un triple pour des carrés
C'est ce qui s'appelle une réponse au compte goutte ...
pour dessiner le troisième cas je prends, pour visualiser, a = 5 et c=8, et c'est le coin opposé C que je balade sur le cercle

Et le point D arrive bien a être à l’extérieur ... et là c'est plus compliqué à calculer : il faut calculer ED, donc le coté du carré ( Pythagore avec le triangle BEC)
(Et on doit retrouver quelque part notre delta de départ , c'est ça ?)
Serait-ce à dire que la condition se donne géométriquement c'est à dire g <ED, où attends tu une condition littérale sur (p,m,g) ?
Ps dans le cas (5,11) on trouve ED environ =11,2 donc pas de solution avec g=13 !
#13 - 24-08-2020 15:32:12
- nodgim
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un tripley pour des carrés
La géométrie aide, mais il y a bien une réponse algébrique.
#14 - 24-08-2020 15:46:21
- LeJeu
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Un triplet pour des crarés
Ok c'est clair ... tu me retourne ma copie..
Sinon, ne serait-ce pas une bonne idée que de rajouter un peu de temps... en tous cas je vais en avoir besoin ( vue ma vitesse de progression)
Et puis..ca me permettra de lire comment les cadors de "Prise 2 tête" abordent le sujet à leurs retours de vacances !
#15 - 30-08-2020 17:54:03
- nodgim
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Un triple tpour des carrés
Je laisse du temps libre ici pour d'éventuelles réponses tardives, cause vacances. Une bonne partie a été résolue, mais il reste encore des points à regarder.
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