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A2. Algèbre élémentaire
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Comment partager un carré en deux rectangles dont le plus petit peut s'insérer dans le plus grand avec chacun de ses sommets placés sur chacun des côtés du plus grand ?
Soit ABCD le carré de côté unité et EF le segment
parallèle à AB qui partage le carré en deux rectangles ABFE et CDEF
(voir figure 1).On suppose par convention que le plus petit des 2
rectangles est ABFE. On souhaite obtenir la figure 2 ci-après dans
laquelle ABFE s'insère dans CDGH rectangle identique à CDEF.
Figure 1 et Figure 2
On pose AE = x avec 0 < x < 1/2 et a =angle(AEG).
Comme les triangles AEG et EFD sont semblables, on a la première relation :1- x ? x.cos(a) = sin(a).
D'autre part AG + AH = 1 x.sin(a) + cos(a) = 1
En éliminant x de ces deux équations, on obtient la
relation (1- sin(a))/(1+cos(a)) = (1 ? cos(a))/sin(a) qui se ramène à
sin(a).(2sin(a) ? 1) = 0
L'unique solution est donnée par a = 30° = pi/6.
Il en résulte AE = x = 2- et ED = - 1
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