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Exercice Maths Sup – MPSI, chapitre 4 — Nombres complexes et trigonométrie · Trigonométrie
Exercice 1 Calcul
1. Calculer les valeurs exactes de cos 538 π 3 \cos\dfrac{538\pi}{3} , sin 123 π 6 \sin\dfrac{123\pi}{6} et tan ( − 77 π 4 ) \tan\Big(-\dfrac{77\pi}{4}\Big) .
2. Soit x x un réel tel que cos x = − 4 5 \cos x = -\dfrac{4}{5} . Calculer cos ( x − π ) \cos(x - \pi) , cos ( − π − x ) \cos(-\pi - x) et sin ( x + π 2 ) \sin\Big(x + \dfrac{\pi}{2}\Big) . Peut-on calculer sin x \sin x ? Le calculer lorsque π ⩽ x < 2 π \pi \leqslant x < 2\pi , puis en déduire tan x \tan x .
Corrigé 1. On retire à chaque angle un multiple de la période, 2 π 2\pi pour le cosinus et le sinus, π \pi pour la tangente. On a 538 π 3 = 178 π + 4 π 3 \frac{538\pi}{3} = 178\pi + \frac{4\pi}{3} , 123 π 6 = 20 π + π 2 \frac{123\pi}{6} = 20\pi + \frac{\pi}{2} et − 77 π 4 = − 20 π + 3 π 4 -\frac{77\pi}{4} = -20\pi + \frac{3\pi}{4} . cos 538 π 3 = cos 4 π 3 = − 1 2 sin 123 π 6 = sin π 2 = 1 tan ( − 77 π 4 ) = tan 3 π 4 = − 1 \boxed{\cos\frac{538\pi}{3} = \cos\frac{4\pi}{3} = -\frac{1}{2} \qquad \sin\frac{123\pi}{6} = \sin\frac{\pi}{2} = 1 \qquad \tan\Big(-\frac{77\pi}{4}\Big) = \tan\frac{3\pi}{4} = -1}
2. Les angles associés (proposition 1 du cours) donnent : cos ( x − π ) = 4 5 cos ( − π − x ) = cos ( π + x ) = 4 5 sin ( x + π 2 ) = cos x = − 4 5 \boxed{\cos(x - \pi) = \frac{4}{5} \qquad \cos(-\pi - x) = \cos(\pi + x) = \frac{4}{5} \qquad \sin\Big(x + \frac{\pi}{2}\Big) = \cos x = -\frac{4}{5}} La relation cos 2 x + sin 2 x = 1 \cos^{2} x + \sin^{2} x = 1 donne sin 2 x = 9 25 \sin^{2} x = \frac{9}{25} , donc sin x = ± 3 5 \sin x = \pm\frac{3}{5} : le cosinus seul ne détermine pas le sinus, puisque x x et − x -x ont le même cosinus. Lorsque π ⩽ x < 2 π \pi \leqslant x < 2\pi , le point M ( x ) M(x) est sur le demi-cercle inférieur, et sin x ⩽ 0 \sin x \leqslant 0 . sin x = − 3 5 et tan x = − 3 / 5 − 4 / 5 = 3 4 \boxed{\sin x = -\frac{3}{5} \qquad\text{et}\qquad \tan x = \frac{-3/5}{-4/5} = \frac{3}{4}}
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