Une feuille sur du papier millimétré
Exercice de TD · niveau 2 · mathématiques complémentaires (terminale), chapitre 14 — Thème 4 — Calculs d'aires
Énoncé
Une feuille sur du papier millimétré.
On pose une feuille de tilleul sur une feuille de papier millimétré et l'on compte les carreaux, pour trois pas différents.
| pas | cm | cm | cm |
|---|---|---|---|
| carreaux entièrement dedans | |||
| carreaux rencontrés |
- Donner les trois encadrements de l'aire du limbe, et les trois estimations obtenues en prenant le milieu.
- Vérifier que l'écart est divisé par deux à chaque fois, et en déduire une estimation de la longueur du contour de la feuille.
- Un scanner donne cm. Commenter les trois estimations.
- Quel pas faudrait-il pour connaître l'aire à près, et combien de carreaux cela représenterait-il ?
Corrigé
- Trois encadrements. L'aire d'un carreau est :
- Longueur du contour. Les écarts valent , et cm : ils sont bien divisés par deux quand le pas l'est. En divisant chaque écart par son pas, on trouve , et cm. La couronne de carreaux douteux a donc pour « longueur » environ cm : c'est l'ordre de grandeur du contour de la feuille, un peu surestimé parce que la frontière suit un escalier de carreaux et non une ligne lisse.
- Les trois estimations. ; ; , contre pour le scanner. Les trois encadrements contiennent la valeur vraie — c'est garanti. En revanche l'estimation au pas cm est moins bonne que celle au pas cm ( contre cm d'écart). Rien ne l'interdit : le milieu d'un encadrement est un estimateur commode, pas une garantie. Ce qui est garanti, et qui progresse à coup sûr, c'est la largeur de l'encadrement.
- Coût de . de cm fait cm de marge, soit un écart de cm. Comme l'écart vaut :
Sur un champ de cm, cela ferait carreaux.
Le comptage à la main est donc hors de question au-delà du demi-centimètre. C'est précisément pourquoi les botanistes pèsent leurs feuilles, en s'appuyant sur la proportionnalité de la masse à l'aire, plutôt que de les quadriller.
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