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

Exercice 2

Calcul

Résoudre dans ℝ\mathbb{R} les équations suivantes, en s'aidant du cercle trigonométrique, puis représenter sur le cercle les points associés aux solutions.

(a) sin⁡x=12\sin x = \dfrac{1}{2}

(b) tan⁡x=3\tan x = \sqrt{3}

(c) sin⁡(3x)=1\sin(3x) = 1

(d) cos⁡(4x)=−2\cos(4x) = -2

(e) cos⁡x=−12\cos x = -\dfrac{1}{2} et sin⁡x=32\sin x = \dfrac{\sqrt{3}}{2}

(f) cos⁡2x=34\cos^{2} x = \dfrac{3}{4}

Corrigé

On lit chaque équation sur le cercle, puis l'on applique la proposition 4 du cours ; pour (c), on n'oublie pas de diviser aussi la période par 33.

• (a) Les points d'ordonnée 12\frac{1}{2} sont M(π6)M(\frac{\pi}{6}) et M(5π6)M(\frac{5\pi}{6}) : x≡π6 [2π]  ou  x≡5π6 [2π]\boxed{x \equiv \frac{\pi}{6}\ [2\pi] \ \text{ ou } \ x \equiv \frac{5\pi}{6}\ [2\pi]}

• (b) La tangente est π\pi-périodique et tan⁡π3=3\tan\frac{\pi}{3} = \sqrt{3} : x≡π3 [π]\boxed{x \equiv \frac{\pi}{3}\ [\pi]}

• (c) 3x≡π2 [2π]3x \equiv \frac{\pi}{2}\ [2\pi], soit x≡π6 [2π3]\boxed{x \equiv \frac{\pi}{6}\ \Big[\frac{2\pi}{3}\Big]}, ce qui donne trois points sur le cercle, M(π6)M(\frac{\pi}{6}), M(5π6)M(\frac{5\pi}{6}) et M(3π2)M(\frac{3\pi}{2}).

• (d) Un cosinus est compris entre −1-1 et 11 : aucune solution\boxed{\text{aucune solution}}

• (e) Un seul point du cercle a ces coordonnées, M(2π3)M(\frac{2\pi}{3}) : x≡2π3 [2π]\boxed{x \equiv \frac{2\pi}{3}\ [2\pi]}

• (f) cos⁡x=32\cos x = \frac{\sqrt{3}}{2} ou cos⁡x=−32\cos x = -\frac{\sqrt{3}}{2}, ce qui donne les quatre points M(±π6)M(\pm\frac{\pi}{6}) et M(π±π6)M(\pi \pm \frac{\pi}{6}) : x≡π6 [π]  ou  x≡−π6 [π]\boxed{x \equiv \frac{\pi}{6}\ [\pi] \ \text{ ou } \ x \equiv -\frac{\pi}{6}\ [\pi]}

Piège : en (e), chacune des deux équations a deux familles de solutions, mais une seule leur est commune ; c'est le point du cercle qui a ces deux coordonnées.

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