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Exercice 3 — Quadrilatères

Olympiades · Académie Reims · 2013 · Séries autres que S

Inégalités

Sujet

On note \(F\) la famille des quadrilatères non croisés ABCD vérifiant simultanément les deux conditions :

\[ \begin{aligned} & A B=B C=3 \mathrm{~cm} \\ & C D=D A=5 \mathrm{~cm} \end{aligned} \]

  1. Construire deux quadrilatères non superposables de la famille \(F\) en laissant les traits de construction apparents.
  2. Calculer les aires des deux quadrilatères que vous venez de construire. On pourra mesurer sur le dessin les longueurs utiles au calcul de l'aire.
  3. Déterminer parmi tous les quadrilatères de la famille \(F\) celui qui a la plus grande aire. Justifier votre résultat.
  1. Le quadrilatère ABCD possède un axe de symétrie: la droite ( BD ).
  2. L'aire du quadrilatère ABCD est donc égale à deux fois l'aire du triangle ABD . Dans le triangle \(\mathrm{ABD}, \mathrm{AB}\) et AD sont fixes, l'aire est donc maximale lorsque les droites ( AB ) et (AD) sont orthogonales. Dans ces conditions, l'aire du triangle ABD est égale à \(7,5 \mathrm{~cm}^{2}\).
  3. Le quadrilatère de la famille F ayant la plus grande aire est donc tel que les angles de sommets A et C sont droits et son aire vaut 15 cmš.