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Édition du: 28/01/2024

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Rectangles dans un carré

 

Propriétés de quatre rectangles de même aire comme pavage d'un carré.

Surprise ! Création d'un carré central.

 

 

Sommaire de cette page

>>> Pour se lancer …

>>> Approche

>>> Taille des rectangles

>>> Possible ou impossibles ?

Débutants

Géométrie

 

Glossaire

Géométrie

 

 

 

 

Pour se lancer …

 

Problème

Un carré. Quatre rectangles de côtés a et b disposés comme sur cette figure.

Sachant que l'aire du carré extérieur est quatre fois plus grande que celle du carré intérieur, calculer la proportion entre a et b ?

 

Calculs

  

 

 

 

Approche

Problème

Un carré; quatre rectangles de côtés a et b et d'aire identique A = ab disposés comme indiqué sur la figure.

Montrer que le rectangle central est toujours un carré.

 

Exemple

Cette figure montre quatre rectangles identiques a = 7 et b = 3.

Alors l'aire vaut 21 et rempli de carré d'aire 100 avec une surface d'aire 4 x 21 = 84.

Le rectangle central a une aire de 100 – 84 = 16 = 4².

 

 

 

 

Taille des rectangles

Notations

Le grand carré initial à pour côté C.

Prenons l'un des carrés comme référence R1 de côté a et b.

Les autres dimensions s'en déduisent en cascade.

Par exemple R2

*      longueur: C – a

*      largeur: aire ab divisée par la longueur.

 

 

 

 

 

Possible ou impossibles ?

Exemple a + b = C

H et V représentent les dimensions horizontale et verticale des rectangles.

Avec a = 7 et b = 3 (soit a + b = 10 = C), les quatre rectangles sont identiques et l'aire vacante au centre est égale à 16, soit un carré de 4  de côté.

Compte-tenu des symétries, c'est bien un carré.

 

Exemple a + b > C

Avec a + b supérieur au côté du carré, l'enchainent des dimensions conduit trois aires identiques mais la quatrième n'est pas satisfaire.

 

PAS POSSIBLE !

Exemple a + b < C

Avec a + b inférieur au côté du carré, ce n'est pas correct non plus.

 

PAS POSSIBLE !

 

Conclusion

Un raisonnement conduit sur ces inégalités démontre que la seule possibilité est que a + b  = C avec quatre rectangles identiques.

 

Avec quatre rectangles de même aire disposés dans le carré,  la zone centrale est un carré.

 

Anglais

A square is divided into five rectangles as shown below. The four outer rectangles R1, R2, R3, R4 all have the same area. Prove that the inner rectangle R0 is a square.

Voir Anglais pour le bac  et pour les affaires 

 

 

  

 

Suite

*      Quantité de carrés dans le quadrillage d'un rectangle

*      Constructions élémentaires: rectangle

*      Le terrain de basket

*      Losange

*      Pavage avec des rectangles

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Site

*      Solving mathematical problems – A personal perspective – Terence Tao – Problem 4.5 page 62 – Avec la démonstration

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