D2. Géométrie plane : autres problèmes
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Problème proposé par Bernard Vignes
On effectue une rotation d’un polygone régulier P0 de n côtés d’un angle α dans le sens horaire autour de son centre O et on obtient un polygone Pα La figure ci-après réalisée avec un heptagone régulier illustre la surimpression de Pα sur l’original P0.
Soient a l’aire du polygone P0 et p son périmètre. On désigne par a1 l’aire commune aux deux polygones P0 et Pα (en vert sombre sur la figure) et par p1 le périmètre du polygone qui est la frontière de la réunion des intérieurs de P0 et Pα.(polygone de 28 côtés sur la figure). Démontrer que quel que soit l’angle α, a1/a + p1/p est une constante que l’on déterminera.
Source : Revue Parabola Volume 57 Problème Q1642
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