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ExerciceMaths Sup – MPSI, chapitre 4 — Nombres complexes et trigonométrie · Trigonométrie

Exercice 1

Calcul

1. Calculer les valeurs exactes de cos⁡538π3\cos\dfrac{538\pi}{3}, sin⁡123π6\sin\dfrac{123\pi}{6} et tan⁡(−77π4)\tan\Big(-\dfrac{77\pi}{4}\Big).

2. Soit xx un réel tel que cos⁡x=−45\cos x = -\dfrac{4}{5}. Calculer cos⁡(x−π)\cos(x - \pi), cos⁡(−π−x)\cos(-\pi - x) et sin⁡(x+π2)\sin\Big(x + \dfrac{\pi}{2}\Big). Peut-on calculer sin⁡x\sin x ? Le calculer lorsque π⩽x<2π\pi \leqslant x < 2\pi, puis en déduire tan⁡x\tan x.

Corrigé

1. On retire à chaque angle un multiple de la période, 2π2\pi pour le cosinus et le sinus, π\pi pour la tangente. On a 538π3=178π+4π3\frac{538\pi}{3} = 178\pi + \frac{4\pi}{3}, 123π6=20π+π2\frac{123\pi}{6} = 20\pi + \frac{\pi}{2} et −77π4=−20π+3π4-\frac{77\pi}{4} = -20\pi + \frac{3\pi}{4}. cos⁡538π3=cos⁡4π3=−12sin⁡123π6=sin⁡π2=1tan⁡(−77π4)=tan⁡3π4=−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)=45cos⁡(−π−x)=cos⁡(π+x)=45sin⁡(x+π2)=cos⁡x=−45\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⁡2x+sin⁡2x=1\cos^{2} x + \sin^{2} x = 1 donne sin⁡2x=925\sin^{2} x = \frac{9}{25}, donc sin⁡x=±35\sin x = \pm\frac{3}{5} : le cosinus seul ne détermine pas le sinus, puisque xx et −x-x ont le même cosinus. Lorsque π⩽x<2π\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=−35ettan⁡x=−3/5−4/5=34\boxed{\sin x = -\frac{3}{5} \qquad\text{et}\qquad \tan x = \frac{-3/5}{-4/5} = \frac{3}{4}}

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