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Édition du: 15/11/2023

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CERCLES  & &  CARRÉ 

dans les quarts de cercle

 

Résoudre cette énigme: quelle est la taille d'un cercle ou de deux cercles ou d'un carré inscrit au milieu de deux quarts de cercles ?

Quelle est l'aire des zones courbes.

   

 

Sommaire de cette page

>>> Un cercle et deux quarts de cercle

>>> Deux cercles et deux quarts de cercle

>>> Un carré et deux quarts de cercle

>>> Aire des zones courbes

Débutants

Géométrie

 

Glossaire

Géométrie

 

 

Un cercle et deux quarts de cercle

haut

 

Construction

Un grand carré bleu de côté L.

Deux quarts de cercle dans ce carré.

Quelle est la taille du cercle rouge inscrit dans l'espace entre les deux quarts de cercle en fonction de L ?

 

Piste (Figure du bas)

Le point T est le point de tangence du petit cercle et du quart de cercle

Alors AT passe à la fois par le centre du petit cercle et celui du quart de cercle.

La figure est symétrique et OH est axe de symétrie: AH = HB.

Une évaluation des longueurs en fonction d r dans le triangle rectangle AOH permettra l'application du théorème de Pythagore.

 

Calculs

 

 

 

 

 

Voir Brève 55-1089

 

Deux cercles et deux quarts de cercle

haut

 

Construction

Un grand carré bleu de côté L.

Deux quarts de cercle dans ce carré.

Quelle est la taille des deux cercles rouges de même rayon r inscrits dans l'espace entre les deux quarts de cercle en fonction de L ?

 

Piste (Figure du milieu)

Dessiner le triangle jaune  et le prolongement de l'hypoténuse.

Les côtés de ce triangle sont connus en fonction de r et L.

Application du théorème de Pythagore.

 

Calculs

 

 

Voir Équation du second degré

 

 

Un carré et deux quarts de cercle

haut

 

Construction

Un grand carré bleu de côté 100 cm.

Deux quarts de cercle dans ce carré.

Quelle est la taille du carré rose inscrit dans l'espace entre les deux quarts de cercle ?

 

Pistes: deux solutions

 

Calculs avec géométrie

Le segment AT est un rayon du quart de cercle (L)

Nommons x la distance des sommets du carré aux pieds des quarts de cercle.

Le côté du grand carré vaut: L = c + 2x.

Données suffisantes pour appliquer le théorème de Pythagore dans le triangle rectangle ATM et résoudre la relation obtenue par rapport à c.

Voir Calculs ci-dessous

 

 

Calculs analytiques

On note  x et y les coordonnées du point M, l'un des sommets du carré rouge, lequel est situé sur l'un des quarts de cercle.

Les coordonnées du point M sont connues en établissant l'équation du cercle.

Si y = c est le côté vertical du carré, son côté horizontal mesure L – 2x. Ces deux valeurs, côtés du carré, sont égales.

 Voir Calculs ci-dessous

 

 

 

 

Calculs avec géométrie

 

 

Calculs analytiques

 

Illustration avec GeoGebra

Voir Brève 55-1089 / GeoGebra

 

 

Aire des zones courbes

haut

 

Construction

Un grand carré bleu de côté c = 100 cm.

Deux quarts de cercle dans ce carré.

Quelle est l'aire des deux zones marron ?

 

Piste

L'aire d'une des zones marron est égale à celle du quart de cercle diminuée de deux fois l'aire S et diminué encore de l'aire du triangle équilatéral (AE = BE = AB = c = rayon des quarts de cercle).

 

Calculs

 

 

 

 

Pour c = 100, A = 1712,1331…

Ce qui représente17,12 …% de l'aire du carré.

 

 

 

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