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Plus de 900 récréations et problèmes mathématiques !

Ce site a été créé en souvenir de DIOPHANTE, mathématicien grec, qui nous a laissé de remarquables ouvrages d'arithmétique. L'objectif est de constituer une vaste bibliothèque de problèmes mathématiques avec les énoncés et les solutions classés par thèmes et selon leur niveau de difficulté et de proposer chaque mois plusieurs problèmes à la sagacité des lecteurs qui ont toute latitude pour envoyer leurs réponses.

 

 

 

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D420. Dissection d'un carré unité en cinq triangles Version imprimable Suggérer par mail
D4. Pavage du plan et de l'espace - Dissection
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Diophante établit une dissection du carré unité en 5 triangles. Peut-il obtenir 5 triangles de surface égale ?

Si oui, quelle est la dissection correspondante du carré ?

Si non, quelle sont la ou les partitions du carré qui minimisent la différence des aires du plus grand triangle et du plus petit triangle ?


Il est impossible de découper un carré unité en 5 triangles de même aire. Si c'était le cas, l'aire commune serait égale à 0,2. Or trois triangles au moins ont au moins une base B qui repose sur les côtés du carré. Pour ces triangles, on en déduit la dimension des hauteurs perpendiculaires aux côtés du carré grâce à la relation B*h=0,2. On vérifie que quels que soient les découpages envisagés, le ou les 2 triangles résiduels ne peuvent jamais avoir une surface égale à 0,2.

 

Les découpages qui permettent de minimiser la différence entre le plus grand triangle et le plus petit triangle sont illustrés ci-après dans trois figures :

 



Dans la figure 1, le point E est tel que AE = . F sur AD est tel que AF=AE. G est le milieu de EF. Les trois triangles AEF, BEC et CDF ont la même aire qui est égale à =0,190983? tandis que les deux triangle CEG et CFG qui sont égaux ont une aire égale à (1 ? 3*aire(AEF))/2 = = 0,213525?. La différence entre les aires est égale à = 0,022542?

 

Dans la figure 2, le point E est au milieu de AB, le point F est à une distance de C de tandis que le triangle AGD est perpendiculaire en G avec DG=CF= . Les aires ADG, CDF et BFG sont identiques et valent . Les triangles AEG et BEG ont même surface égale à . Comme précédemment, la différence des aires maxi-mini s'établit à = 0,022542?.

 

Dans la figure 3, le point E est dans la même position que le point F de la figure 2. Le point F est sur la diagonale AC à une distance des côtés AB et AD égale à CE = . Les trois triangles ABF, ADF et CDE ont même aire égale à tandis que le triangle BEF a une surface égale à * *1/2 = = 0,213525?. Il en résulte qu ele triangle DEF a une aire identique à celle du triangle BEF. La différence des aires maxi-mini reste toujours égale à = 0,022542?.


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