2.Trigonométrie.

A. Cosinus, sinus et tangente d’un angle aigu. 

1.Définition:

Soit ABC un triangle rectangle en B

On appelle sinus de l’angle \widehat{ABC} le quotient \frac{BC}{AC}.(\frac{côté \hspace{0.1cm}opposé\hspace{0.1cm}à \hspace{0.1cm} l’angle}{hypothénuse}).

On appelle cosinus de l’angle \widehat{ABC} le quotient \frac{AB}{AC}(\frac{côté \hspace{0.1cm}adjacent\hspace{0.1cm}à \hspace{0.1cm} l’angle}{hypothénuse}).

On appelle tangente de l’angle \widehat{ABC} le quotient \frac{BC}{AB}.(\frac{côté \hspace{0.1cm}opposé\hspace{0.1cm}à \hspace{0.1cm} l’angle}{côté \hspace{0.1cm}adjacent\hspace{0.1cm}à \hspace{0.1cm} l’angle}).

On note sin(\widehat{ABC})=\frac{BC}{AC}; cos(\widehat{ABC})=\frac{AB}{AC} et tan(\widehat{ABC})=\frac{BC}{AB}

Pour s’en rappeler :

SOPHY CACHE TOA

SinOPposéHYpothéuse    CosAdjaCentHypothénusE             TanOpposéAdjacent

Exercice n°1:

Soit ABC un triangle rectangle en A.

1.Dans le triangle rectangle ABC en A, quel est le côté opposé à l’angle \widehat{B} et quel côté est l’hypothénuse?  

2.Déterminer sin(\widehat{B}) à l’aide de la formule de la définition.

Exercice n°2:

Soit ABC un triangle rectangle en A.

1.Dans le triangle rectangle ABC en A, quel est le côté adjacent à l’angle \widehat{C} et quel côté est l’hypothénuse?  

2.Déterminer cos(\widehat{C}) à l’aide de la formule de la définition.

Exercice n°3:

Soit ABC un triangle rectangle en B.

1.Dans le triangle rectangle ABC en B, quel est le côté opposé à l’angle \widehat{A} et quel est le côté adjacent à l’angle \widehat{A}?  

2.Déterminer tan(\widehat{A}) à l’aide de la formule de la définition.

2. Utilisation de la calculatrice TI83 Python

On connaît la mesure de l’angle en degrés, par exemple 45° et on veut calculer cos 45°.

On connaît la valeur du cosinus par exemple 0.5 et on veut calculer la mesure de l’angle.

Exercice n°4:

A l’aide votre calculatrice, compléter le tableau suivant. 

Exercice n°5:

Soit ABC un triangle rectangle en A.

1.Déterminer tan(\widehat{B}) à l’aide de la formule de la définition.

2.En déduire la mesure en degré de l’angle \widehat{B}  

B. La relation cos^2(\alpha)+sin^2(\alpha)=1\alpha est un angle aigu.

1.Activité:

Soit AMC un triangle rectangle en C. On ne connaît que la longueur AM que l’on pourra remplacer par 1. Pour les distances AC et CM on ne les remplacera pas.

1.Déterminer sin(\widehat{A})  à l’aide de la formule de la définition.

2.Déterminer cos(\widehat{A})  à l’aide de la formule de la définition.

3.a. Appliquer le théorème de Pythagore dans le triangle AMC

3.b. En utilisant les questions précédentes, démontrer que cos^2(\widehat{A})+sin^2(\widehat{A})=1

2.Propriété:

Pour tout angle aigu de mesure \alpha on a cos^2(\alpha)+sin^2(\alpha)=1

Exercice n°6:

On considère un angle aigu de mesure \alpha tel que sin\alpha=\frac{1}{2}. Calculer cos\alpha.

Exercice n°7:

On considère un angle aigu de mesure \alpha tel que sin\alpha=\frac{\sqrt{2}}{2}. Calculer cos\alpha.

Le côté opposé à l’angle \widehat{B} est le côté \left[AC\right]

L’hypothénuse est le côté \left[BC\right]

Le côté opposé à l’angle \widehat{B} est le côté \left[AC\right]

L’hypothénuse est le côté \left[BC\right]

Comme le sinus d’un angle est égal au côté opposé à l’angle divisé par l’hypothénuse.

sin(\widehat{B})=\frac{AC}{BC}\\sin(\widehat{B})=\frac{4.04}{8.08}\\sin(\widehat{B})=0.5

 

Le côté adjacent à l’angle \widehat{C} est le côté \left[AC\right]

L’hypothénuse est le côté \left[BC\right]

Le côté adjacent à l’angle \widehat{C} est le côté \left[AC\right]

L’hypothénuse est le côté \left[BC\right]

Comme le cosinus d’un angle est égal au côté adjacent à l’angle divisé par l’hypothénuse.

cos(\widehat{C})=\frac{AC}{BC}\\cos(\widehat{C})=\frac{5}{7.07}\\cos(\widehat{C})=0.707

Le côté opposé à l’angle \widehat{A} est le côté \left[BC\right]

Le côté adjacent à l’angle \widehat{A} est le côté \left[AB\right]

Le côté opposé à l’angle \widehat{A} est le côté \left[BC\right]

Le côté adjacent à l’angle \widehat{A} est le côté \left[AB\right]

La tangente d’un angle est égale à la longueur du côté opposé divisée par la longueur du côté adjacent. 

tan(\widehat{A})=\frac{BC}{AB}

tan(\widehat{A})=\frac{5.66}{2.88}

tan(\widehat{A})=2

A l’aide de la calculatrice TI-83 Premium PYTHON, on obtient :

Le côté opposé à l’angle \widehat{B} est le côté \left[AC\right]

Le côté adjacent à l’angle \widehat{B} est le côté \left[AB\right]

La tangente d’un angle est égale à la longueur du côté opposé divisée par la longueur du côté adjacent. 

tan(\widehat{B})=\frac{AC}{AB}

tan(\widehat{B})=\frac{2.18}{6}

tan(\widehat{B})=0.36

Comme tan(\widehat{B})=0.36

la mesure de \widehat{B} sera tan^{-1}(0.36)

la mesure de \widehat{B} est  19,8°

Le côté opposé à l’angle \widehat{A} est le côté \left[MC\right]

L’hypothénuse est le côté \left[AM\right]

Comme le sinus d’un angle est égal au côté opposé à l’angle divisé par l’hypothénuse.

sin(\widehat{A})=\frac{MC}{AM}\\sin(\widehat{A})=\frac{MC}{1}\\sin(\widehat{A})=MC

Le côté adjacent à l’angle \widehat{A} est le côté \left[AC\right]

L’hypothénuse est le côté \left[AM\right]

Comme le cosinus d’un angle est égal au côté adjacent à l’angle divisé par l’hypothénuse.

cos(\widehat{A})=\frac{AC}{AM}\\cos(\widehat{A})=\frac{AC}{1}\\cos(\widehat{A})=AC

On applique le théorème de Pythagore dans le triangle ACM ci-dessous:

AC^2+CM^2=AM^2\\AC^2+CM^2=1

Dans la question 1, on a établi que sin\widehat{A}=MC.

Dans la question 2, on a établi que cos\widehat{A}=AC.

Dans la question 3, on a établi que AC^2+CM^2=1

On remplace  AC par cos\widehat{A} et MC par sin\widehat{A} dans AC^2+CM^2=1 et on obtient :

(cos\widehat{A})^2+(sin\widehat{A})^2=1

qui s’écrit aussi :

cos^2\widehat{A}+sin^2\widehat{A}=1

On sait que sin(\alpha)=\frac{1}{2}

On va remplacer sin(\alpha) par \frac{1}{2} dans l’égalité cos^{2}(\alpha)+sin^{2}(\alpha)=1.

cos^{2}(\alpha)+(\frac{1}{2})^{2}=1.

C’est une équation du second degré.

cos^{2}(\alpha)+\frac{1}{4}-1=0.

cos^{2}(\alpha)+\frac{1}{4}-{1}\times{\frac{4}{4}}=0.

cos^{2}(\alpha)+\frac{1}{4}-\frac{4}{4}=0.

cos^{2}(\alpha)-\frac{3}{4}=0.

a^{2}=cos^{2}(\alpha) donc   a=cos(\alpha)

b^{2}=\frac{3}{4}donc b=\sqrt{\frac{3}{4}}=\frac{\sqrt3}{2}

(cos(\alpha)-\frac{\sqrt3}{2})(cos(\alpha)+\frac{\sqrt3}{2})=0.

cos(\alpha)-\frac{\sqrt3}{2}=0 ou cos(\alpha)+\frac{\sqrt3}{2}=0\\cos(\alpha)=\frac{\sqrt3}{2} ou cos(\alpha)=-\frac{\sqrt3}{2} 

Comme le cosinus d’un angle aigu est positif, 

cos(\alpha)=\frac{\sqrt3}{2}

On sait que sin(\alpha)=\frac{\sqrt{2}}{2}

On va remplacer sin(\alpha) par \frac{\sqrt{2}}{2} dans l’égalité cos^{2}(\alpha)+sin^{2}(\alpha)=1.

cos^{2}(\alpha)+(\frac{\sqrt{2}}{2})^{2}=1.

C’est une équation du second degré.

cos^{2}(\alpha)+\frac{2}{4}-1=0.

cos^{2}(\alpha)+\frac{2}{4}-{1}\times{\frac{4}{4}}=0.

cos^{2}(\alpha)+\frac{2}{4}-\frac{4}{4}=0.

cos^{2}(\alpha)-\frac{2}{4}=0.

a^{2}=cos^{2}(\alpha) donc   a=cos(\alpha)\\b^{2}=\frac{2}{4}donc b=\sqrt{\frac{2}{4}}=\frac{\sqrt2}{2}\\(cos(\alpha)-\frac{\sqrt2}{2})(cos(\alpha)+\frac{\sqrt2}{2})=0.

cos(\alpha)-\frac{\sqrt2}{2}=0 ou cos(\alpha)+\frac{\sqrt2}{2}=0\\cos(\alpha)=\frac{\sqrt2}{2} ou cos(\alpha)=-\frac{\sqrt2}{2} 

Comme le cosinus d’un angle aigu est positif, 

cos(\alpha)=\frac{\sqrt2}{2}

 

Réponse:

\overrightarrow{DC}=\overrightarrow{HG}.

Résoudre graphiquement f(x)=1

C’est une autre façon de demander de déterminer graphiquement les antécédents de 1.

Je place 1 sur l’axe des ordonnées, je trace alors la parallèle à l’axe des abscisses passant par 1 toute entière. Je repère les points d’intersection avec la courbe. Les abscisses de ces points sont les antécédents de 1.

Les antécédents sont -2 et 2.

Donc S=\{-2;2\}

Remarque : comme on demande de résoudre une équation, il faut écrire ainsi l’ensemble des solutions.