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Édition du: 30/01/2025

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>>> Cercle et demi-cercle dans demi-cercle

 

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Glossaire

Géométrie

 

 

 

Cercle et demi-cercle dans demi-cercle

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Avec deux demi-cercles emboîtés, l’un moitié de l’autre en diamètre, quel est de rayon maximum du cercle remplissant l’espace libre ? Résolution classique avec Pythagore.

 

 

Construction

Un demi-cercle de diamètre 4r.

Un demi-cercle dont le rayon (r = 1) s’aligne sur le diamètre du plus grand. Un cercle complet (rayon R) remplit l’espace libre avec trois points de tangence.

Relation entre R et r ?

 

Pistes

Dans le triangle rectangle OHQ :
Sachant que OG = 2r
(2r – R)² = x² + R²
4r² – 4Rr + R² = x² + R²
x² = 4r² – 4Rr

 

Dans le triangle rectangle PHQ :
(R + r)² = R² + (r + x)²
R² + 2Rr + r² = R² + r² + 2rx + x²
2Rr = 2rx +
x²

 

En remplaçant 4Rr par sa nouvelle valeur :
x² = 4r² – 4Rr = 4r² – 4rx – 2x
²
3x² + 4rx – 4r² = 0

 

Passage en numérique avec r = 1 :
3x² + 4x – 4
= 0

Racine positive : x = 2/3

 

Calcul de R
x² = 4r² – 4Rr => 4/9 = 4 – 4R
R = 1 – 1/9 = 8/9

   

 

Figure initiale

 

Figure avec notations

 

 

Solution générale

 

 

 

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