Quote (Tutur93 @ 15 Dec 2009 19:06)
petit probleme en math pour un DM ( niveau 1ere S ) :
P1 et P2 sont les paraboles d'équations respectives y= 2x² +1 et y = -x² +6x - 5
1) Démontrez que ces deux paraboles ont deux tangentes communes T1 et T2. On notera A1 et B1 les points de contact respectifs de T1 et T2 avec P1 , ET A2 et B2 les points respectifs de T1 et T2 avec P2.
2) Démontrez que les droites ( A1B1) et ( A2B2) sont parallèles.
comme d'hab, je propose mon truc, si quelqu'un a mieux n'hésitez pas, ça sera sûrement moins moche.
je note f1(x) = 2x² + 1
et f2(x) = -x² + 6x - 5
les équations des tangentes à P1 et P2 au point (x0,y0) sont de la forme :
f1'(x0)(x-x0) + f1(x0)
f2'(x0)(x-x0) + f2'(x0)
ce qui donne :
t1(x) = (4*x0)(x-x0) + 2*x0² + 1 = (4*x0)x - 2*x0² + 1
t2(x) = (-2*x0 + 6)(x-x0) - x0² + 6*x0 - 5 = (-2*x0 + 6)x + x0² - 5
[en notant t1(x) l'équation de la tangente à P1 au point x0, et t2(x) celle de P2]
une tangente est commune à P1 et P2 ssi il existe (x1, x2) tq qqsoit x € R, t1(x) [en x0=x1] = t2(x) [en x0=x2]
c'est-à-dire ssi il existe x1 et x2 tq
(4*x1) = (-2*x2 + 6)
et -2*x1² + 1 = x2² - 5
[pour que deux droites soient égales, ils faut qu'elles aient le même coefficient directeur et la même coordonnée à l'origine, c'est ce que j'ai écrit juste au-dessus]
en fait, une condition suffisante pour qu'il existe deux couples (x1, x2) est qu'il existe soit deux x1 distincts, soit deux x2 distincts vérifiant les équations ci-dessus (inutile de calculer les valeurs de x1 et x2 pour l'instant !)
[c'est dû au fait qu'à partir de la première équation, on peut calculer x2 a partir de x1, et vice-versa]
par exemple, en mettant au carré la première équation [ !! tu n'auras peut-être pas toutes les solutions, mais la suite démontre qu'on s'en fout] et en multipliant la seconde par -8 on obtient :
16*x1² = 4*x2² + 36 - 24*x2
16*x1² = -8*x2² + 48
donc on a : 12*x2² - 12 - 24*x2 = 0 i.e x2² - 2*x2 - 1 = 0
delta = 4 + 4 = 8 > 0 donc on a deux racines réelles : deux valeurs de x2 admettent un x1 pour former un couple solution des équations.
Il existe donc deux couples qui vérifient les équations : P1 et P2 ont deux tangentes communes.
2)
résous l'équation du second degré que j'ai indiqué au-dessus, et calcule les x1 correspondant à partir de la première équation.
les couples que j'obtiens :
T1 :
x1 = 1 + sqrt(2)/2
x2 = 1 - sqrt(2)
T2 :
x1 = 1 - sqrt(2)/2
x2 = 1 + sqrt(2)/2
[sqrt(...) = racine de ...]
maintenant, j'en ai marre des calculs, je te dis juste quoi faire :
1. calculer les ordonnées des intersections de T1 et T2 avec P1 et P2 [tu as déjà les abscisses : pour chaque tangente, x1 est l'abscisse de l'intersection de T avec P1, x2 celle de T avec P2] [il suffit de calculer l'ordonnée à partir des équations des paraboles par exemple]
2. calculer le coefficient directeur des droites A1B1 et A2B2 (tu as les coordonnées des points, ça devrait pas être trop difficile]
3. prier pour que les calculs soient bons (je ne suis même pas sûr du tout des miens, ne recopie pas bêtement...) et que tu trouves bien le même résultat.
e/
je suis rassuré, on trouve pareil.
aussi : plutôt que de mettre au carré la première équation dans le 1) tu peux substituer directement, tu seras certain d'avoir tous les résultats car tu conserves alors l'équivalence.
e2/
en fait la démonstration de hebus est plus claire (même en virant le baratin), et c'est exactement le même raisonnement.
This post was edited by Hubbard on Dec 15 2009 03:03pm