Exercice 5
Un fermier souhaite fabriquer pour ses poules un enclos rectangulaire adossé à sa grange comme indiqué sur le dessin ci-dessous :
Il dispose de 30 m de grillage.
Quelle est l'aire maximale de l'enclos qu'il peut construire ?
Nous devons déterminer l'aire de l'enclos en fonction de $x$, pour cela nous complètons le schéma :
Donc l'aire de l'enclos s'exprime par : $x(30-2x)=-2x^2+30x$.
Nous sommes amenés à considérer la fonction trinôme du second degré définie sur $\mathbb{R}$ par $f(x)=-2x^2+30x$.
L'expression $-2x^{2}+30x$ est de la forme $ax^2+bx+c$ avec :
$a=-2$ ; $b=30$ et $c=0$.
Calculons :
$\beta=f(\alpha)=f\left(\dfrac{15}{2}\right)$
$\begin{aligned} \beta&= -2\times \left(\dfrac{15}{2}\right)^{2}+30\times \dfrac{15}{2}\\ &= -2\times \dfrac{225}{4}+225\\ &= -\dfrac{225}{2}+225\\ &= -\dfrac{225}{2}+\dfrac{450}{2}\\ &= \dfrac{225}{2} \end{aligned}$Comme $a<0$ nous avons le tableau de variations :
Le tableau obtenu ne correspond pas directement à la situation étudiée. En effet, dans notre problème, $x$ est compris entre $0$ et $15$. Nous nous intéressons ainsi uniquement à la partie du tableau correspondant à l’intervalle $[0,15]$ :
Sur l'intervalle $[0~;~15]$, la fonction $f$ admet un maximum qui vaut $112,5$.
Nous en déduisons que l'aire maximale de l'enclos est de $112,5$ m$^2$.