sin ( π + x ) = sin x sin ( π 2 + x ) = cos x

Documents pareils
Angles orientés et fonctions circulaires ( En première S )

LE PRODUIT SCALAIRE ( En première S )

Angles orientés et trigonométrie

1 radian. De même, la longueur d un arc de cercle de rayon R et dont l angle au centre a pour mesure α radians est α R. R AB =R.

Représentation géométrique d un nombre complexe

Mesure d angles et trigonométrie

Michel Henry Nicolas Delorme

Repérage d un point - Vitesse et

NOMBRES COMPLEXES. Exercice 1 :

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours.

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable

Fonctions de plusieurs variables

I - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES

FONCTIONS DE PLUSIEURS VARIABLES (Outils Mathématiques 4)

CHAPITRE 10. Jacobien, changement de coordonnées.

Planche n o 22. Fonctions de plusieurs variables. Corrigé

Quelques contrôle de Première S

Cours d Analyse. Fonctions de plusieurs variables

Fonctions de deux variables. Mai 2011

Géométrie dans l espace Produit scalaire et équations

Développements limités, équivalents et calculs de limites

Chapitre 1 Cinématique du point matériel

Chapitre 0 Introduction à la cinématique

F411 - Courbes Paramétrées, Polaires

8.1 Généralités sur les fonctions de plusieurs variables réelles. f : R 2 R (x, y) 1 x 2 y 2

Nombres complexes. cours, exercices corrigés, programmation

Cours de Mécanique du point matériel

1S Modèles de rédaction Enoncés

Exercice 1 Trouver l équation du plan tangent pour chaque surface ci-dessous, au point (x 0,y 0,z 0 ) donné :

Calcul intégral élémentaire en plusieurs variables

Rappels et compléments, première partie : Nombres complexes et applications à la géométrie

Exercices - Fonctions de plusieurs variables : corrigé. Pour commencer

Chapitre 3. Quelques fonctions usuelles. 1 Fonctions logarithme et exponentielle. 1.1 La fonction logarithme

Les travaux doivent être remis sous forme papier.

Fonctions de plusieurs variables

Séquence 10. Géométrie dans l espace. Sommaire

Cours Fonctions de deux variables

Chafa Azzedine - Faculté de Physique U.S.T.H.B 1

Intégrales doubles et triples - M

Exprimer ce coefficient de proportionnalité sous forme de pourcentage : 3,5 %

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 12 avril 2007

Limites finies en un point

Exo7. Matrice d une application linéaire. Corrections d Arnaud Bodin.

STATIQUE GRAPHIQUE ET STATIQUE ANALYTIQUE

Exo7. Limites de fonctions. 1 Théorie. 2 Calculs

Chapitre 6. Fonction réelle d une variable réelle

Correction du Baccalauréat S Amérique du Nord mai 2007

Introduction. Mathématiques Quantiques Discrètes

Dérivation : cours. Dérivation dans R

Manipulateurs Pleinement Parallèles

Nombre dérivé et tangente

Exercices - Nombres complexes : corrigé. Formes algébriques et trigonométriques, module et argument

Fonctions de plusieurs variables : dérivés partielles, diérentielle. Fonctions composées. Fonctions de classe C 1. Exemples

Equations cartésiennes d une droite

Chapitre 2 : Vecteurs

Baccalauréat S Nombres complexes Index des exercices sur les complexes de septembre 1999 à juin 2012 Tapuscrit : DENIS VERGÈS

Chapitre. Chapitre 12. Fonctions de plusieurs variables. 1. Fonctions à valeurs réelles. 1.1 Définition. 1.2 Calcul de dérivées partielles

CHAPITRE IV Oscillations libres des systèmes à plusieurs degrés de liberté

Exercices - Polynômes : corrigé. Opérations sur les polynômes

Fonctions de plusieurs variables, intégrales multiples, et intégrales dépendant d un paramètre

Construction d un cercle tangent à deux cercles donnés.

Fonctions de plusieurs variables et applications pour l ingénieur

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours

Développements limités. Notion de développement limité

COMPTE-RENDU «MATHS EN JEANS» LYCEE OZENNE Groupe 1 : Comment faire une carte juste de la Terre?

Fonctions de plusieurs variables

Mathématiques I Section Architecture, EPFL

Chapitre 2. Matrices

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2012 OBLIGATOIRE MATHÉMATIQUES. Série S. Durée de l épreuve : 4 heures Coefficient : 7 ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE

DOCM Solutions officielles = n 2 10.

4. NOMBRES COMPLEXES ET TRIGONOMÉTRIE

Formes quadratiques. 1 Formes quadratiques et formes polaires associées. Imen BHOURI. 1.1 Définitions

Baccalauréat S Antilles-Guyane 11 septembre 2014 Corrigé

Cinétique et dynamique des systèmes de solides

Correction du baccalauréat S Liban juin 2007

Capes Première épreuve

TOUT CE QU IL FAUT SAVOIR POUR LE BREVET

Plan du chapitre «Milieux diélectriques»

Chapitre 3 : Repères et positionnement 3D

La géométrie du triangle III IV - V Cercles remarquables - Lieux géométriques - Relations métriques

Cercle trigonométrique et mesures d angles

OM 1 Outils mathématiques : fonction de plusieurs variables

Exercices de géométrie

Exo7. Calculs de déterminants. Fiche corrigée par Arnaud Bodin. Exercice 1 Calculer les déterminants des matrices suivantes : Exercice 2.

Mais comment on fait pour...

C est un mouvement plan dont la trajectoire est un cercle ou une portion de cercle. Le module du vecteur position OM est constant et il est égal au

Items étudiés dans le CHAPITRE N5. 7 et 9 p 129 D14 Déterminer par le calcul l'antécédent d'un nombre par une fonction linéaire

Cours et Exercices de Mécanique :

DURÉE DU JOUR EN FONCTION DE LA DATE ET DE LA LATITUDE

3 Approximation de solutions d équations

Continuité et dérivabilité d une fonction

Cours d Analyse I et II

Seconde Généralités sur les fonctions Exercices. Notion de fonction.

Exercices Corrigés Premières notions sur les espaces vectoriels

Enoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en Énoncé.

Algorithmes et mathématiques. 1. Premiers pas avec Python. Exo Hello world!

Calcul matriciel. Définition 1 Une matrice de format (m,n) est un tableau rectangulaire de mn éléments, rangés en m lignes et n colonnes.

Université Paris-Dauphine DUMI2E 1ère année, Applications

Travaux dirigés de mécanique du point

Bac Blanc Terminale ES - Février 2011 Épreuve de Mathématiques (durée 3 heures)

Transcription:

CH3 Géométrie : Trigonométrie 3 ème Maths Novembre 009 A. LAATAOUI 1 ) COSINUS ET SINUS D UN REEL Sauf contre indication, l unité utilisée est le radian. Le plan orienté est muni d un repère orthonormé direct ( O ; i, ) ; on considère le cercle trigonométrique C de centre O. A ) DEFINITION + J Pour tout réel x, il existe un point M unique du cercle trigonométrique C tel soit une mesure de ( OI, OM ). I l'abscisse du point M est le cosinus de x ( noté cos x ) l'ordonnée du point M est le sinus de x ( noté sin x ) Propriétés : Pour tout réel x et tout entier relatif k, -1 cos x 1 et -1 sin x 1 cos ( x + k) = cos x et sin ( x + k) = sin x cos²x + sin²x = 1 ) LIGNES TRIGONOMETRIQUES DES ANGLES ASSOCIES - x x x x 0 0 + x x 1 Trigonométrie. 3 ème Maths 09 10. www.espacemaths.com

cos ( x ) = cos x cos ( x ) = cos x cos ( + x ) = cos x cos ( x ) = sin x cos ( + x ) = sin x sin ( x ) = sin x sin ( x ) = sin x sin ( + x ) = sin x sin ( x ) = cos x sin ( + x ) = cos x Activité 9 page 53. 3 ) TANGENTE D UN REEL A ) DEFINITION On appelle tangente de θ, le réel noté tanθ et défini par θ + k, k Z. sin θ tanθ =, pour tout réel θ tel que cosθ Activité page 54. 1) M ( cos θ,sinθ) et ( 1, ) ) OM et OT cosθ 1 T y dét( OM, OT ) = = y cosθ sinθ. sinθ y sinθ OM, OT = 0 y cosθ sinθ = 0 y = = tanθ cosθ sont colinéaires dét ( ) Activité 3 page 54. Propriétés : Pour tout réel θ tel que θ + k, k Z, on a : Trigonométrie. 3 ème Maths 09 10. www.espacemaths.com

tan tan ( ) ( θ) θ + = tanθ. = tanθ. 4 ) COSINUS ET SINUS D UN ANGLE ORIENTE DE VECTEURS A ) DEFINITION Soit u et v deux vecteurs du plan orienté. Si x est une mesure en radian de l angle orienté ( u, v ), alors les autres mesures sont de la forme x + k ( k Or cos ( x + k ) = cos x et sin ( x + k ) = sin x. On en déduit la définition suivante : Le cosinus ( resp. le sinus ) de l angle orienté de vecteurs ( u, v ) est le cosinus ( resp. le sinus ) de l une quelco ses mesures. On note cos ( u, v ) et sin ( u, v ). B ) LIEN ENTRE cos ( u, v ) et cos ( AOB ) lorsque OA = u et OB = v Notons α la mesure en radians de l angle géométrique AOB formé par u et v, et notons x la mesure principale de ( u, v ). On a α = x. Deux cas se présentent : Si x 0, x = x et par suite cos α = cos x. Si x 0, x = x, et cos α = cos ( x ) = cos x On a donc cos ( u, v ) = cos ( AOB ) v O u B A Remarque: Ce n est pas vrai pour le sinus : sin ( AOB ) = sin ( u, v) Activités 1 page 57 et 3 page 58. Propriétés : Soit u et v deux vecteurs non nuls, de composantes (x, y) et (x, y ) dans une base orthonormée i,. directe ( ) Alors : cos ( uv, ) = xx' + yy ' x² + y² x'² + y'² et sin( uv, ) = xy' yx ' x² + y² x'² + y'² 3 Trigonométrie. 3 ème Maths 09 10. www.espacemaths.com

5 ) REPERAGE ET COORDONNEES POLAIRES A ) COORDONNEES POLAIRES D UN POINT Le plan est muni d un repère orthonormé direct ( O; i, ). Soit M un point du plan ( distinct de O ). ρ M On appele cooordonnées polaires de M, tout couple de nombres réels ( ρ, θ ) tel que : O i θ ρ = OM et ( i, OM ) = θ + k, k Z Remarque : O est appelé le pôle et [ Ox ) l axe polaire. On dit que r est le rayon polaire du point M et θ l un de ses angles polaires. Un repère polaire étant choisi, à tout couple de coordonnées polaires correspond un unique point du plan. Ex : 1,9 O i A D B Un couple de coordonnées polaires de A est :.. Un couple de coordonnées polaires de B est :. Un couple de coordonnées polaires de C est :.. Un couple de coordonnées polaires de D est : C B ) REPERE POLAIRE ET REPERE CARTESIEN Le plan est muni d un repère orthonormé direct ( O; i, ). Un point M ( distinct de O ) a pour coordonnées cartésiennes ( x ; y ) et pour coordonnées polaires ( ρ, θ ). On a : ρ = x² + y ², x = ρ cos θ et y = ρ sin θ sin θ y O ρ N θ i cos θ x M Preuve : Soit C le cercle trigonométrique de centre O. La demi-droite [ OM ) coupe C en N. N a pour coordonnées (cos θ ; sin θ ). Or OM = ρ ON ; on en déduit que OM a pour coordonnées ( ρcos θ ; ρ sin θ ). D autre part : OM ² = x ² + y ² = ρ ² 4 Trigonométrie. 3 ème Maths 09 10. www.espacemaths.com

6 ) FORMULES DE TRANSFORMATION A ) FORMULES D ADDITION Pour tout réel a et b : cos ( a b ) = cos a cos b + sin a sin b ; cos ( a + b ) = cos a cos b sin a sin b sin ( a b ) = sin a cos b sin b cos a ; sin ( a + b ) = sin a cos b + sin b cos a Preuve : Montrons que cos ( a b ) = cos a cos b + sin a sin b On considère le cercle trigonométrique C de centre O muni du repère orthonormé direct (O ; i, ). + O b B i a A On note A et B les points de C, définis par ( i, OA ) = a et ( i, OB ) = b. Les coordonnées de A et de B sont respectivement ( cos a ; sin a ) et ( cos b ; sin b ). D autre part, d après la relation de Chasles, on a : ( OA, OB ) = ( OA, i ) + ( i, OB ) = ( i, OA ) + ( i, OB ) = b a Calculons alors de deux manières le produit scalaire OA. OB : avec les coordonnées : en utilisant cos ( OA, OB ) : OA. OB= cos a cos b + sin a sin b OA. OB = OA OB cos ( OA, OB ) = cos ( b a ) Ainsi cos ( a b ) = cos a cos b + sin a sin b Montrons que cos ( a + b ) = cos a cos b sin a sin b Il suffit d écrire cos ( a + b ) = cos ( a ( b ) ) Montrons que sin ( a + b ) = sin a cos b + sin b cos a Il suffit d écrire sin ( a + b ) = cos ( ( a + b ) ) = cos ( ( a ) b ) = Montrons que sin ( a b ) = sin a cos b sin b cos a Il suffit d écrire sin ( a b ) = sin ( a + ( b ) ) = 5 Trigonométrie. 3 ème Maths 09 10. www.espacemaths.com

Ex : En remarquant que 1 = 3 4, on peut calculer les valeurs exactes de cos 1 et sin 1. cos 1 = cos 3 cos 4 + sin 3 sin 4 = = 6 + 4 sin 1 = sin 3 cos 4 sin 4 cos 3 = = 6 4 B ) FORMULES DE DUPLICATION ET DE LINEARISATION FORMULES DE DUPLICATION sin a = sin a cos a cos a = cos ² a sin ² a = cos ² a 1 = 1 sin ² a FORMULES DE LINEARISATION cos ² a = 1 + cos a sin ² a = 1 - cos a Preuve : En prenant b = a, dans les formules précédentes on obtient sin a = sin a cos a et cos a = cos ² a sin ² a. En utilisant la relation cos ² a + sin ² a = 1, on obtient cos a = cos ² a 1 et cos a = 1 sin ² a. On en déduit les deux dernières formules. Activité page 59. C ) FORMULE DE TRANSFORMATION DE acosx+ bsin x Activité M Le plan est rapporté à un repère orthonormé direct (O ; i, ). M est un point du plan ayant pour coordonnées cartésiennes ( ab, ) dans le repère (O ; i, ) et pour coordonnées polaires [ r, ϕ ]. a b On sait que cos ϕ = ; sin ϕ = ; r = a² + b². r r O i r ϕ Pour tout réel x, acosx bsin x rcosϕcosx rsinϕsin x r( cosϕcosx sinϕsin x) rcos( x ϕ) + = + = + =. 6 Trigonométrie. 3 ème Maths 09 10. www.espacemaths.com

Activité 4 page 60. Ainsi on a : Soit ( ab, ) ( 0,0). Pour tout réel x, a b acosx+ bsin x = rcos ( x ϕ) ; où r = a² + b², cos ϕ = et sinϕ = a² + b² a² + b² 7 ) EQUATIONS ET INEQUATIONS TRIGONOMETRIQUES A ) EQUATION EN COSINUS L équation cosx = cosα ; où α est un réel fixé a pour solutions α + k et α + k ; k Z L équation cos x = 0a pour ensemble de solutions { + k ; + k ; k Z } Cet ensemble peut s écrire aussi sous la forme { k ; k } + Z. B ) EQUATION EN SINUS L équation sin x = sinα ; où α est un réel fixé a pour solutions α + k et α + k ; k Z L équation sin x = 0a pour ensemble de solutions { 0+ k ; + k ; k Z } Cet ensemble peut s écrire aussi sous la forme k ; k Z. { } 7 Trigonométrie. 3 ème Maths 09 10. www.espacemaths.com

A ) EQUATION EN TANGENTE L équation tan x = tanα ; où α est un réel fixé différent de + k a pour solutions α + k et + α + k ; k Z. Cet ensemble peut s écrire aussi sous la forme { α k ; k } Exercices 18, 19, 0, 1,, 3, 4, 5, 6 page 67. + Z. 8 Trigonométrie. 3 ème Maths 09 10. www.espacemaths.com