Activité 5 : Longeur d'un toboggan

On souhaite construire un toboggan pour enfant. La forme de ce toboggan est celle de la représentation graphique de la fonction \(f\) sur [0;4] où \(f(x)\) est définie sur \(\small{\mathbb{R}}\) par : \(f(x)=\frac{3}{16}x^3-\frac{9}{8}x^2+6\). L'unité graphique est le mètre.

De manière à assurer une bonne glisse, on a recouvert la pente d'une plaque d'aluminium rectangulaire.
Quelle est la longueur de cette plaque arrondie au millimètre ? On pourra utiliser Python pour calculer cette longueur.

Une solution Python



#On importe le module Python
from math import*

#Création de la fonction dont on veut calculer la longueur de la courbe
def f(x):
    return (3/16)*x**3-(9/8)*x**2+6

#Création de la fonction qui permet de calculer la distance entre les points...
#...de coordonnées (a;b) et (c;d)
def distance(a,b,c,d):
    return sqrt((a-c)**2+(b-d)**2)

#Création de la fonction qui calcule la longueur de la courbe représentative...
#... de la fonction f sur l'intervalle [a;b] en prenant un pas de p
def longueur(a,b,p):
    long=0                                   #Initialisation de la variable long à 0
    x=a                                      #Initialisation de la variable x à la valeur de la borne inf. de [a;b]
    while x<=b:                              #tant que x est inf. ou égal à la borne sup de [a;b]...
        long=long+distance(x,f(x),x+p,f(x+p)) #...on calcule la distance entre les points (x,f(x)) et (x+p,f(x+p)) ...
                                              #...et on l'ajoute à la longueur déjà mesurée
        x=x+p                                 #...puis on incrémente x de la valeur du pas p.
    return long                               #On retourne la valeur de long

#Pour répondre aux exigences de l'énoncé, on prend a=0, b=4 et p=0,00001

a=0
b=4
p=0.00001
l=longueur(a,b,p)
print("la longueur de la pente du toboggan est environ égale à ",l,"m")