D209- Pentagone dans un carré
Solution
Soit ABCDE le pentagone régulier de côté a et PQRS le carré de côté 1.
Il y a parmi bien d’autres, deux façons d’insérer le pentagone à l’intérieur du carré qui semblent donner une position optimale du pentagone:
1) Le point B est placé sur QR, le point D sur RS et le point E sur SP de telle manière que le point A reste à l’intérieur du carré.
Comme angle(BCR) = π - angle(BCD) = π -3 π /5 = 2 π /5, on a la relation : a + 2*a*cos(2π /5) = 1 a= ( 51)/2=0,618035…
2) Le point B est sur PQ, C est sur QR, D sur RS et E sur SP de telle sorte que CD est perpendiculaire à la diagonale PR du carré et A enfin sur PR.
On a la mesure suivante des angles :
(RCD) = π /4, (BCD)=3 π /5, (BCQ) = π - 3 π /5 - π /4 = 3 π /20 Cette configuration donne la relation a / 2 + a*cos(3 π /20) = 1 Il en découle a = 1 / [ 2 /2 + cos(3 π /20)] avec cos(3 π /20) =
8 / 5 2 10 5 .
0 a =0.62573786…
Cette deuxième configuration donne un meilleur résultat. Il ne semble pas qu’il en existe de meilleure encore.