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Les deux cercles dans le carré Deux disques dans un carré Comment construire deux cercles tangents dans le
carré ? Quelle est l'aire maximale
pour ces deux cercles ? |
Théorème du face à face (eyeball theorem)
Les deux cordes sous les arcs roses ont même
longueur.
Voir Explications, théorème et preuve
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Construction Un carré
et ses diagonales. Tracer le
cercle inscrit dans chacun des triangles rectangles. Méthode (commune à tous les
triangles) Bissectrices des angles (vertes). Point de concours = centre du cercle. Construction du cercle bleu symétrique pour avoir
deux cercles identiques inscrits dans le carré. |
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Construction Deux
cercles tangents. Construire
le carré circonscrit. Méthode Droite joignant les centres. Carré (vert) sur un rayon externe. Intersection cercle avec diagonale du carré. Carré (orange) porté par la diagonale. Perpendiculaire verticale au point de tangence
des deux cercles (bleue). Droite portée par un côté du carré orange.
Intersection avec la perpendiculaire bleue. Carré orange sorte d'extension du petit carré
orange. |
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Question Un carré
de côté AB = 1. Deux
cercles de rayon R, tangents entre eux et tangents chacun aux côtés du carré. Quel est
le rayon R ? Calcul
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Voir Brève 52-1037
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Question Le carré
avec ses deux cercles tangents comme ci-dessus. Les deux
petits cercles tangents sur l'autre diagonale. Quel est
le rayon de ces cercles ? Calcul Dans le triangle rectangle OEH
Or, avec les diagonales des carrés: |
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En reprenant la relation en carrés |
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Sous forme d'une équation en r |
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Racine
compatible |
L'autre racine vaut: 2,37528… |
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Un carré
et deux cercles tangents entre eux et tangents aux côté du carré. Construction Dessiner le carré et sa diagonale.
Dessiner
le carré AE. Le point E est centre du
petit cercle bleu. Ce cercle coupe AC en G.
À partir
des deux autres sommets du petit carré, tracez les droites passant par G et
qui coupent le grand carré.
À partir
de ces nouveaux points d'intersection, dessinez le carré CF, puis le cercle
de centre F. Les deux
cercles sont homothétiques. |
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Relation sur la diagonale AC => R + r
= constante |
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Aire des cercles |
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Aire minimale Si R = r G est au
centre du carré |
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Aire maximale Si R max =
a / 2 |
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Configuration en aire maximale Vérification avec GeoGebra Calcul avec formule A = 10; R = 5; r = 0,8578 … S = 80,8518 … Pour GeoGebra: S = 78,54 + 2,31 = 80,85 |
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Suite |
Nombre d'or dans un carré et deux
cercles
Puissance d'un point par rapport à un cercle |
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Voir |
Cercle – Index |
Géométrie – Vocabulaire
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Sites |
Empilement
des cercles dans un carré – Wikipédia
Deux disques dans
un carré – Université de Lyon – Proposition
de travaux
Empilements
dans le plan – Descartes et les Mathématiques
Olympiades
académiques 2008 – Descartes et les Mathématiques
Olympiades académiques de
première – 2002 – Académie de Poitiers – Propose plusieurs solutions
11) Sangakus
: 2 cercles tangents dans un carré –Mathieu Morinière
Sangaku – Cut
The Knot – Réflexions et Index d'accès
à de nombreux Sangakus |
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