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totomm
03-04-2011 09:43:17

Bonjour,

REMARQUABLE :
Alors que jpp donne la formule pour la surface d'un triangle ABC

[tex]S=\sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}[/tex] avec p = demi-périmètre

Chacun des facteur tangente de sa formule F vaut :

[tex]\frac{1}{\tan{\frac{\widehat{A}}{2}}}=\sqrt{\frac{p(p-a)}{(p-b)(p-c)}}[/tex] avec p = demi-périmètre

Cordialement

totomm
02-04-2011 11:01:59

Bonjour,

D'accord pour le mérite...y compris sans passer par les angles car la tangente se calcule d'après le cosinus
Ci-dessous le pavage...
1104021200151245377924138.png

Dillon
01-04-2011 23:11:18

Bonsoir

La solution de jpp a l'immense mérite, par rapport aux nôtres, de donner une relation (finalement assez simple) qui donne explicitement le résultat. Alors que mon approche et celle de totomm se terminent par des approximations successives.
Mais heureusement que je n'ai pas pensé à cette méthode, ma bibliothèque BCMath n'a pas de fonctions trigonométriques et je n'aurais pas pu l'utiliser. Ou alors, il aurait fallu que je retrouve les tangentes dont on a besoin à partir des coordonnées des points, ce qui était bien sûr faisable, mais sans soute guère moins laborieux que ce que j'ai fait.

totomm
01-04-2011 14:14:03

Bonjour,

Merci @ jpp pour ce problème, car il conduit à une réflexion sur le traitement par programme d'une solution.

la méthode des trapèzes est astucieuse, car elle tient compte d'un fait géométrique simple : les sommets du polygone intérieur sont sur les bissectrices des angles du polygone extérieur. Mais elle demande un traitement trigonométrique particulier.

Les deux autres méthodes utilisent mieux l'approche "objet" : points, droites,cercles avec des méthodes "standardisables" : intersections, distances, translation...
L'approche DILLON est plus générale donc peu vulnérable aux cas particuliers.
L'approche totomm utilise toujours l'approche "objet" et méthodes réutilisables, mais en simplifiant car le cas le permet...

A chacun de se faire sa philosophie, pourvu que le résultat soit juste !

Cordialement

jpp
01-04-2011 13:26:48

bonjour a tous.

                   Voilà, vous avez effectivement donné la bonne réponse.

                   Moi je l'ai calculée ainsi.
                                                      - première phase. calcul de la surface du carreau avec par exemple

                   (et je ne vais en détailler qu'un car pour l'autre c'est le meme mode d'emploi.

                     soit [tex]   a  ,  b  ,  c   [/tex]  les cotés d'un triangle et [tex]  p [/tex] son périmètre.

                   La formule de Héron  nous donne son aire.

                  [tex]    S_1  =  \sqrt{\frac{p}{2}\times(\frac{p}{2}-a)\times(\frac{p}{2}-b)\times(\frac{p}{2}-c)}[/tex] donne donc  :

                                    [tex]   S_1  =  9225.2011  [/tex] pour le triangle ADC

                                    [tex]   S_2  =  15351.6747 [/tex] pour le triangle ABC

                 donc  [tex]  S  =  S_1  +  S_2  =  24576.8758   [/tex]  pourla surface du carreau.

                                                        - 2ème phase:  calcul des 4 angles du carreau:

                  D'après Al Kashi , l'angle [tex] \widehat{A }  [/tex]  étant opposé au coté  [tex] a [/tex]

                  Alors [tex] \widehat{A}  =  \arccos{\left[\frac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc}\right]}[/tex]

                  Ce qui donne en définitif [tex] \widehat{A} \approx 1.51974  rad\;\;    \widehat{B} \approx  1.35273  rad[/tex]

                                                      [tex] \widehat{C} \approx  1.55956 rad.  \;\;et\;\;\widehat{D} \approx  1.85115 rad.[/tex]

                                                        - 3ème phase.   la couronne de largeur [tex] R [/tex] est en fait

                 une succession de 4 trapèzes ayant pour cotés communs les 4 bissectrices des angles calculés

                du  carreau qui , assemblé bout à bout , et en retournant le second et le dernier , donne au

                final un parallèlogramme  de hauteur [tex] R [/tex] et de base:

                [tex]  P  -  R\times\left[\tan\frac{\pi-\widehat{a}}{2} + \tan\frac{\pi - \widehat{B}}{2} + \tan\frac{\pi - \widehat{C}}{2} + \tan\frac{\pi - \widehat{D}}{2}\right][/tex]

                 La somme des 4 lignes tangentes donne approximativement  [tex] F = 4.06224[/tex]

                 d'ou  [tex]  \frac{S}{2} =  P\times{R} - F\times{R^2}[/tex]

                 ce qui donne l'équation du second degré en prenant les valeurs

                 [tex]   4.06224.R^2  -  636.5508.R  + 12288.4379  =  0[/tex] donne au final

                 [tex]   R \approx 22.5497[/tex] Donc un diamètre de 45.1 mm au1/10ème près

Dillon
01-04-2011 10:47:19

Re aussi

D'accord, je vois maintenant à quoi servent ces intersections.
J'ai été beaucoup plus tordu que ça, mais un petit peu plus général. Je n'ai pas travaillé avec des équations ax+b, qui ont une fâcheuse tendance à provoquer des approximations grossières ou des débordements de capacité pour les droites presque parallèles à Oy. Même si ici, avec des données numérique et dans ton repère, le problème ne se posait pas.
J'ai toujours représenté une droite dans mes calculs et mon programme par deux points, comme il est naturel (?) en géométrie.
Pour avoir une parallèle à AB à la distance D, je calcule les translatés de A et B dans une direction perpendiculaire à AB. J'obtiens deux nouveaux points qui définissent la parallèle.
L'intérêt est que la faisabilité (et la précision ?) des calculs ne dépend pas de l'orientation des droites par rapport au repère.

Au fond, jpp n'a toujours pas dit s'il était d'accord.

totomm
01-04-2011 09:37:08

reBonjour,

@DILLON : Merci pour les renseignements sur PHP qui me conviennent tout à fait.

Dans mes calculs, B est l'origine et BD l'axe des x
Ayant les coordonnées des 4 sommets, j'ai la "pente a" de chacun des cotés
Pour l'équation y=a*x+b des parallèles à distance R des cotés, il ne me manque que b
exemple : Si A à pour coordonnées X,Y
la parallèle au coté AB coupera l'axe des x (BD) en x=R*X/Y
J'ai donc facilement les équations des 4 cotés du quadrilatère interne et facilement les coordonnées des sommets et leurs distances...

Cordialement

Dillon
01-04-2011 08:59:10

Bonjour

->totomm
finalement, nous avons fait à peu près la même chose. Mais si c'est facile dans le principe (je n'ai jamais rien utilisé de plus compliqué que Pythagore), j'ai trouvé ça laborieux dans la mise en oeuvre.
Il y a quand même un point que je ne comprends pas :

Puis intersection des parallèles (à distance R des cotés) avec BD (l'axe des x)

Pourquoi l'intersection avec BD ? Ce sont les intersections des parallèles (!) 2 à 2 qui déterminent les sommets du demi-carreau. Y a-t-il une astuce qui m'aurait échappé de ce côté ?

[HS] concernant le PHP
Il n'y a pas grand mérite à sortir beaucoup de chiffres quand c'est une bibliothèque de fonctions qui les calcule. Je préfère nettement ma formule du post #7, qui est rigoureuse.
Je crois que Python ou C feraient aussi bien l'affaire, il existe des bibliothèques de calcul en précision arbitraire pour ces langages.
PHP n'est pas initialement destiné à faire des calculs, il est prévu avant tout pour créer (dynamiquement) des pages web. Il dispose (dès la version standard) de très nombreuses bibliothèques de fonctions.
Je l'ai utilisé parce que je l'ai sous la main, c'est tout. PHP et tout ce dont on a besoin pour développer avec est gratuit et facile à trouver. Il y a de très nombreux sites qui en parlent.
Si tu n'as pas l'intention de créer de site web, il ne t'apportera rien puisque tu connais déjà plusieurs langages, sauf peut-être la satisfaction d'en ajouter un à ta collection :)

totomm
01-04-2011 06:51:48

Bonjour,

Calcul (assez simple) sous EXCEL (ou classeur Open Office)
Partant de la figure de nerosson post #4 avec B à l'origine et D sur l'axe des x
Calcul des coordonnées de A et C et de la longueur AB
D'où la surface totale
Puis intersection des parallèles (à distance R des cotés) avec BD (l'axe des x)
D'où les coordonnées des 4 sommets du demi-carreau interne et les longueurs de ses cotés
Puis ajustement de R avec le "solveur" (Recherche de cible…)
En se limitant à une précision de 4 décimales en final (post #12 R=22.5497)

Mais très impressionné par la précision des calculs de DILLON (post #14) tout en restant ouvert à l'explication de ses calculs par jpp…

J'aimerais les conseils de DILLON sur l'utilisation de PHP : Ce que l'on peut en faire,
Ce que PHP peut apporter à un "amateur" qui n'a utilisé que la programmation classique (Vbasic, C, C++, C#, Python…) et les bases de données sous MS ACCESS,
Si les logiciels nécessaires sont gratuits …?

Merci d'avance. Cordialement

Dillon
31-03-2011 22:57:36

Bonsoir

Rayon = 22.54972444725108210234895552275
calculs intermédiaires faits avec 50 chiffres après la virgule, avec l'extension BCMath de PHP.

Méthode très laborieuse :

J'ai d'abord calculé les coordonnées des 4 sommets du carreau, en fixant (très arbitrairement) C à l'origine du repère et D le long de l'axe des x côté positif, A et B dans le demi-plan des y positifs.

J'ai ensuite calculé les positions des 4 parallèles aux bords du carreau, à une distance donnée.
Puis les intersections de ces 4 parallèles -> les 4 sommets du polygone -> la surface

Ensuite, on (enfin, le programme) s'approche de la solution par dichotomie.

La formule donnée par jpp suggère qu'il aurait sans doute été plus simple de "déplier" le périmètre, et de retirer les petits triangles qui manquent dans les coins. Trop tard pour que j'y réfléchisse ce soir.

jpp
31-03-2011 21:55:50

re.

    comment calculer cette largeur de bande avec les 4 cotés et les 2 diagonales en se disant que la surface
     du profil paralléle est la moitié de celle du pavé , donc égale à celle de la bande latérale de largeur R
    qui est le rayon de la pièce ? 

     on connait la surface de cette bande et R est sa largeur. P est le périmètre du pavé. et

     [tex]   S  =  \{ P -  f(R)\}\times{R}[/tex]

totomm
31-03-2011 21:24:59

Bonsoir,

Rayon = 22,5497
C'est un calcul sans autre approximation que le flottant double

Cordialement

jpp
31-03-2011 18:37:57

re

        c'est exactement la meme . tu viens de l'appliquer car 4R  ça s'applique aux carrés et rectangles.

         alors maintenant il faut généraliser mais ça demande un peu plus de calculs . car il y a peut-etre

         une astuce.

totomm
31-03-2011 18:15:35

Bonsoir,

il y a toujours des approximations meilleures que d'autres en fonction des figures.

Une autre façon d'approximer est de supposer un rayon R et
une aire le long du périmètre P = 636.55 telle que (P-(4*R))*R = 1/2 de l'aire totale
On obtient ainsi R= 22,48 donc un diamètre de 45 environ

Cette approximation est-elle meilleure que celle du carré ? pas certain....

Cordialement

jpp
31-03-2011 17:26:51

Bonsoir.

                 Il y a effectivement une méthode de calcul qui donne la solution dont la précision est fonction

                 de l'approximation des termes calculés . donc je ne peux pas retenir la méthode du carré à surface

                 équivalente ; car si j'aplatis mon polygone on peut abandonner la méthode du carré.

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