1. **Énoncé du problème :**
Dans un carré de côté 1, on construit un triangle rectangle isocèle de côté 1 avec le sommet principal en bas à gauche. Puis, dans le carré de côté $\frac{1}{2}$ situé en haut à droite, on construit un triangle rectangle isocèle de côté $\frac{1}{2}$ de même forme, et ainsi de suite à l'infini.
2. **Formule et règles importantes :**
L'aire d'un triangle rectangle isocèle de côté $a$ est donnée par
$$\text{Aire} = \frac{1}{2} a^2$$
Chaque triangle est construit dans un carré dont le côté est la moitié du précédent, donc les côtés des triangles forment une suite géométrique :
$$a_n = \left(\frac{1}{2}\right)^{n-1}$$
3. **Calcul des aires des triangles successifs :**
L'aire du premier triangle est
$$A_1 = \frac{1}{2} \times 1^2 = \frac{1}{2}$$
L'aire du deuxième triangle est
$$A_2 = \frac{1}{2} \times \left(\frac{1}{2}\right)^2 = \frac{1}{2} \times \frac{1}{4} = \frac{1}{8}$$
L'aire du troisième triangle est
$$A_3 = \frac{1}{2} \times \left(\frac{1}{2}^2\right)^2 = \frac{1}{2} \times \left(\frac{1}{4}\right)^2 = \frac{1}{2} \times \frac{1}{16} = \frac{1}{32}$$
4. **Expression générale de l'aire du $n$-ième triangle :**
$$A_n = \frac{1}{2} \times \left(\frac{1}{2}^{n-1}\right)^2 = \frac{1}{2} \times \frac{1}{2^{2(n-1)}} = \frac{1}{2} \times \frac{1}{2^{2n-2}} = \frac{1}{2^{2n-1}}$$
5. **Calcul de l'aire totale coloriée à l'infini :**
L'aire totale est la somme infinie
$$S = \sum_{n=1}^{\infty} A_n = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{2^{2n-1}} = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{2} \times \frac{1}{4^{n-1}}$$
On peut écrire
$$S = \frac{1}{2} \sum_{n=0}^{\infty} \left(\frac{1}{4}\right)^n$$
Cette somme est une série géométrique de raison $r=\frac{1}{4}$, donc
$$\sum_{n=0}^{\infty} r^n = \frac{1}{1-r} = \frac{1}{1-\frac{1}{4}} = \frac{1}{\frac{3}{4}} = \frac{4}{3}$$
Donc
$$S = \frac{1}{2} \times \frac{4}{3} = \frac{2}{3}$$
6. **Conclusion :**
L'aire totale coloriée lorsque l'on répète ce protocole à l'infini est
$$\boxed{\frac{2}{3}}$$
Aire Triangles 25119E
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.