Chapitre 7: Optimisation
d'optimisation: Lisez le problème attentivement (plusieurs fois) en réalisant parallèlement une figure d’étude pour y indiquer toutes les informations Exprimez la quantité Q à optimiser (une aire, un volume, des coûts, ) comme fonction d’une ou de plusieurs variables Si Q dépend de plus d’une variable, disons n variables
Problème d’optimisation Nanchen Raphaël, ECCG Monthey
Problème d’optimisation Nanchen Raphaël, ECCG Monthey Département de la Formation et de la Sécurité Service de l’enseignement Ecole de Commerce et de Culture générale de Monthey A l’aide d’un fil de 100m, on désire délimiter un terrain rectangulaire dont l’aire est maximale
Optimisation - Vaud
5) L’aire du terrain est maximale si sa longueur vaut x=25m Dans ce cas, le terrain a une largeur de y=50− x=50− 25=25m et une aire de f(25)=625m2 On remarque que le terrain rectangulaire d’aire maximale est un carré Analyse : optimisation 7 1
Problème d’optimisation à une variable
a) Exprime l’aire hachurée comme fonction f(x) et représente le graphique pour 0
VIII Applications de la dérivée Modélisation 1 Problèmes d
Problèmes d'optimisation Quelles sont les dimensions d'un rectangle d'aire maximale qui peut être inscrit dans un segment AOA' de la Reprendre le problème
Problèmes d’optimisation Exercice 1 Exercice 2 Exercice 3
Déterminer pour quelle valeur de x l’aire du triangle AMN est maximale Exercice 3 On dispose d’affiches de diverses formes et d’une baguette de 16 dm de longueur pour réaliser un cadre On veut déterminer si parmi tous les cadres rectangulaires de périmètre 16 dm , il y en a un d’aire maximale Aide : penser à l’exercice 1
ESD 2014E –11 : Optimisation
ESD 2014E –11 : Optimisation 1 Le sujet A L’exercice proposé au candidat On veut construire un triangle ABC isocèle en A tel que AB =AC =10 Quelle est l’aire maximale d’un tel triangle ? B Les réponses de deux élèves de terminale scientifique C Le travail à exposer devant le jury 1
ESD 2015 –01 : Problèmes conduisant à l’étude d’un polynôme
Voici un exercice d’optimisation d’une aire Il s’agit d’une situation classique, habilement mise en scène pour favoriser le recours à la modélisation par une fonction L’habillage est non moins classique : il est notoire que les mathématiciens sont volontiers jardiniers et aménagent des jardins d’agrément plus souvent
Série dexercices Math corrigés
Parmi les rectangles de périmètre 40 m, déterminer celui qui a une aire maximale 2 Une fenêtre formée d’un rectangle surmonté d’un triangle équilatéral a 5 cm de périmètre a) Soit x la largeur du rectangle Montrer que l’aire de la fenêtre est (36) 2 10 4 xx Sx-+ = b) Trouver les dimensions du triangle pour que S(x) soit
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Optimisation 1
Optimisation
On dispRVH G·XQH IHXLOOH IRUPMP $4B Comment choisira-t-on les dimensions si on veut une boîte de volume maximal? Exprime le volume de la boîte avec une fonction f(x)Si on choisit la hauteur x, alors la largeur et la longueur sont déterminées bien que le volume.
x= hauteur (cm) f(x)=volume 3()cmOptimisation 2
Représenter le graphe G·XQH fonction avec la calculatriceEditeur scratchpad, Graphs
Taper deux fois
¾ HQPURGXLUH O·équation de la
fonction et taper ENTER¾ Introduire une deuxième
équation ou changer
O·pTXMPLRQ avec
AÓXVPHU O·pŃUMQ MYHc
Windows/Zoom
¾ fixer le domaine de définition
avec Windows settings xmin=0 xmax=10¾ ajuster les valeurs y avec
Zoom-Fit
"et le graphe est bien visible sur tout O·pŃUMQ !On peut lire les valeurs dans un
tableau de valeurs.Afficher le tableau avec CRTL et T.
En tapant de nouveau CRTL et T le
tableau disparait.Optimisation 3
On peut changer les valeurs x du
tableau avecEnsuite on peut chercher pour quelle
valeur le volume est maximalDétermine le maximum
On peut déterminer le
maximum graphiquement avec la calculatrice.HO IMXP LQGLTXHU O·LQPHUYMOOH-x
dans lequel la calculatrice cherche le maximum.Pour une hauteur de
x=3.4 cm il y a un volume maximal de 471 cm3. Autre idée pour chercher le maximum Ń·HVP G·XPLOLVHU O·pŃUMQ GH ŃMOŃXOB 2Q SHXP VMXYHJMUGHU O·pTXMPLRQ GH OM IRnction sous f(x).Ensuite on ecrit IPM[") ou on utilise le menu Calculus et function maximum. HO IMXP LQGLTXHU O·LQPHUYMOOH SRXU ŃOHUŃOHU OH maximum avecOptimisation 4
Exemple
Voici un carré de longueur de côté 10 cm. a) ([SULPH O·MLUe hachurée comme fonction f(x) et représente le graphique pour 01. Identifie la grandeur à maximiser / minimiser. Exprime la grandeur avec une fonction f(x)
2. Détermine le domaine de définition
3. Détermine le maximum respectivement le minimum
géométriquement: chercher le maximum dans le graphique $OJpNULTXHPHQP I0M[ I[[ H"B["BB4. 5pSRQGUH MX[ TXHVPLRQV GH O·H[HUŃLŃH
Optimisation 5
a=12 cm, b=8 cm.Comment faut-LO ŃORLVLU OHV GLPHQVLRQV OMUJHXU OMXPHXU HP ORQJXHXU G·XQH NRvPH GH YROXPH PM[LPMO"
f(x)=volume x=hauteur de la boîteVoici un carré de 4 cm de longueur de
côté. Pour quelle valeur x la surface ombrée est-elle maximale? HQGLTXH O·MLUH maximale.6ROXPLRQ [ 4 O·MLUH maximale f(4)=8
Optimisation 6
$XPRXU G·un carré de longueur de côté x cm on rajoute à chaque côté un triangle isocèle de longueur de
côté 2 cm. Comment choisir si on veut que a) O·MLUH GH O·pPRLOH soit maximale ? b) le volume de la pyramide soit maximale ? PM[LPLVHU O·MLUH GH O·pPRLOH maximiser le volume de la pyramideOptimisation 7
2Q YHXP ŃMOŃXOHU OHV GLPHQVLRQV G·XQ Ń\OLQGUH MYHŃ XQ YROXPH GH DD0ŃP3 avec une surface minimale.
Solutions
R=5.57 cm, h=5.64 cm, A=392.32 cm2
Optimisation 8
Dans une pyramide de base quadratique (8 m) et de hauteur (9 m) on introduit un parallélépipède
rectangle (Quader). On veut maximiser le volume du parallélépipède. Exprime le volume avec lx et calcule
le volume maximal.Solution Volume=85.33 m3
Optimisation 9
G·XQ ŃHUŃOH GH UM\RQ U DŃP RQ GpŃRXSH XQ VHŃPHXUB (Q PHPPMQP OHV SRLQPV %· HP % HQVHPNOH RQ UHoRLP XQ
cône droit (gerader Kreiskegel). Indique le rayon, la hauteur et le volume de ce cône de volume maximal.Comment faut-LO ŃORLVLU O·MQJOH
pour découper le secteur, si on aimerait bien un cône de volume maximalSolutions h=2.89, r=4.08, V=50.38,
66Optimisation 10
G·XQ ŃMUPRQ VRXV IRUPH G·XQ OH[MJRQH UpJXOLHU MYHŃ V 12 ŃP RQ HQOqYH les parties noires. On va plier les
parties extérieures afin de former une boîte de base hexagonale. IM IRUPXOH SRXU O·MLUH G·XQ PULMQJOH pTXLOMPpUMO GH Ń{Pp V HVP 234 s a) Pour quel choix de " k » le volume de cette boîte est égal à 288 2cm
b) Détermine " k » et " h » tel que le volume de cette boîte est maximal. Indique le volume maximal.