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ExerciceTerminale, chapitre 9 — Fonctions trigonométriques · Étude et représentation graphique

Exercice 22

Calcul

Une fonction ff, définie sur ℝ\mathbb{R}, est impaire et périodique de période 2π2\pi. Son tableau de variations sur [0 ;π][0\,;\pi] est le suivant.

Figure

1. Que valent f(0)f(0), f(π2)f\left(\dfrac{\pi}{2}\right) et f(π)f(\pi) ?

2. Déterminer f(−π2)f\left(-\dfrac{\pi}{2}\right) et f(5π2)f\left(\dfrac{5\pi}{2}\right), en précisant la propriété utilisée à chaque fois.

3. Tracer l'allure de la courbe de ff sur [0 ;π][0\,;\pi], puis la compléter sur [−2π ;2π][-2\pi\,;2\pi].

4. Dresser le tableau de variations de ff sur [−π ;π][-\pi\,;\pi].

5. Combien l'équation f(x)=1f(x)=1 admet-elle de solutions sur [−2π ;2π][-2\pi\,;2\pi] ?

Corrigé

1. Le tableau donne directement : f(0)=0;f(π2)=2;f(π)=0\boxed{f(0)=0 \qquad ; \qquad f\left(\frac{\pi}{2}\right)=2 \qquad ; \qquad f(\pi)=0}

2. La fonction étant impaire : f(−π2)=−f(π2)=−2\boxed{f\left(-\frac{\pi}{2}\right)=-f\left(\frac{\pi}{2}\right)=-2} La fonction étant 2π2\pi-périodique : f(5π2)=f(5π2−2π)=f(π2)=2\boxed{f\left(\frac{5\pi}{2}\right)=f\left(\frac{5\pi}{2}-2\pi\right) =f\left(\frac{\pi}{2}\right)=2}

3. L'imparité donne une symétrie par rapport à l'origine, puis la périodicité une répétition tous les 2π2\pi.

Figure

L'allure obtenue est celle de x↦2sin⁡(x)x\mapsto 2\sin(x), qui vérifie effectivement toutes les conditions de l'énoncé.

4. Sur [−π ;0][-\pi\,;0], l'imparité inverse le sens de variation par rapport à [0 ;π][0\,;\pi] : la fonction décroît puis croît, en passant par le minimum −2-2 en −π2-\dfrac{\pi}{2}.

Figure

5. Sur une période, la droite y=1y=1 coupe la courbe deux fois. L'intervalle [−2π ;2π][-2\pi\,;2\pi] contient deux périodes complètes : L’eˊquation f(x)=1 admet 4 solutions sur [−2π ;2π]\boxed{\text{L'équation } f(x)=1 \text{ admet } 4 \text{ solutions sur } [-2\pi\,;2\pi]}

Dans l'édifice

Thèmes

périodicité, parité, lecture graphique, étude de signe et de variations, équations trigonométriques

Notions

fonction périodique, cosinus et sinus

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