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Première C · Leçon 14

Angles orientés et trigonométrie

Ce que dit le programme officiel (25 points)
  • la définition des mesures d’un angle orienté
  • la définition de la somme et de la différence d’angles orientés
  • la définition du double d’un angle orienté
  • la définition du cosinus d’un angle orienté
  • la définition du sinus d’un angle orienté
  • la définition de la tangente d’un angle orienté
  • la définition des fonctions circulaires : 𝑥 ⟼ cos 𝑥 ; 𝑥 ⟼ sin 𝑥 ; 𝑥 ⟼ tan 𝑥
  • la propriété sur les mesures des angles (𝑘𝑢⃗ ̂, 𝑣 ); (𝑢⃗̂ , 𝑘𝑣 ) ; (𝑘𝑢⃗̂ , 𝑘𝑣 ) ; 𝑘 ∈ ℝ∗ .
  • la propriété de Chasles
  • la propriété sur les mesures des angles : (𝑢⃗ ̂, 𝑣 ) et (𝑣 ̂, 𝑢⃗ )
  • les propriétés sur le double d’un angle orienté.
  • la propriété des angles inscrits orientés : (⃗OA⃗⃗⃗⃗ ̂, OB⃗⃗⃗⃗⃗ ) = 2 (MA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ̂, MB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ )
  • la propriété sur la condition nécessaire et suffisante de quatre points cocycliques
  • les relations entre les lignes trigonométriques d’un même angle ;
  • les formules d’addition : cos(𝑎 − 𝑏) ; cos(𝑎 + 𝑏) ; s 𝑖𝑛(𝑎 − 𝑏) ; s 𝑖𝑛(𝑎 + 𝑏)
  • les formules de duplication et de linéarisation : cos(2𝑎) ; sin(2𝑎) ; 𝑐𝑜𝑠2(𝑎); 𝑠𝑖𝑛2(𝑎)
  • la réduction de : a cos(𝑥) + 𝑏 sin(𝑥)
  • les équations du type : cos(𝑥) = cos(𝑎)
  • les équations du type : sin(𝑥) = sin(𝑎)
  • les équations du type : tan(𝑥) = tan(𝑎) , 𝑎 ∈ ℝ − {𝑘𝜋/2, 𝑘 ∈ ℤ}
  • les équations du type : 𝑎 cos(𝑥) + 𝑏 sin(𝑥) + 𝑐 = 0 ; (𝑎 ≠ 0 et 𝑏 ≠ 0)
  • les inéquations du type : cos(𝑥) ≤ 𝑎 ou cos(𝑥) ≥ 𝑎 , 𝑎 ∈ ℝ
  • les inéquations du type : sin(𝑥) ≤ 𝑎 ou sin(𝑥) ≥ 𝑎 , 𝑎 ∈ ℝ
  • les inéquations du type : tan(𝑥) ≤ 𝑎 ou tan(𝑥) ≥ 𝑎 , 𝑎 ∈ ℝ
  • des inéquations se ramenant simplement aux cas précédents.

Source : Programme éducatif Première C, DPFC, version CND 0923

Fonctions cosinus et sinus

Rappel de Seconde
Propriétés des fonctions cos et sin

Les fonctions \(x\mapsto\cos x\) et \(x\mapsto\sin x\) sont définies sur \(\mathbb{R}\), à valeurs dans \([-1;1]\), et périodiques de période \(2\pi\). La fonction cosinus est paire ; la fonction sinus est impaire.

Sur \([0;\pi]\), le cosinus est décroissant (de \(1\) à \(-1\)). Sur \([-\pi/2;\pi/2]\), le sinus est croissant (de \(-1\) à \(1\)).

Angle inscrit et cocyclicité

Énoncé

Dans un cercle de centre \(O\), pour deux points \(A\), \(B\) fixés et un point \(M\) mobile sur un même arc, l'angle inscrit \(\widehat{AMB}\) est constant, et vaut la moitié de l'angle au centre \(\widehat{AOB}\) interceptant le même arc.

Figure — Angle au centre et angle inscrit interceptant le même arc

L'angle inscrit \(\widehat{AMB}\) vaut exactement la moitié de l'angle au centre \(\widehat{AOB}\).

Formules d'addition et de duplication

Formules d'addition \[ \cos(a+b)=\cos a\cos b-\sin a\sin b, \qquad \cos(a-b)=\cos a\cos b+\sin a\sin b, \] \[ \sin(a+b)=\sin a\cos b+\cos a\sin b, \qquad \sin(a-b)=\sin a\cos b-\cos a\sin b. \]
Exemple — calculer \(\cos75°\)

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Formules de duplication \[ \cos(2a)=\cos^2a-\sin^2a=2\cos^2a-1=1-2\sin^2a, \qquad \sin(2a)=2\sin a\cos a. \]
Exemple

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Linéarisation de cos² et sin², angles multiples

Méthode — linéariser \(\cos^2a\) et \(\sin^2a\)

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Méthode — angle auxiliaire

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Figure — \(y=\sqrt3\cos x+\sin x\) et \(y=2\cos(x-\pi/6)\), courbes confondues

Les deux courbes se superposent exactement : l'écriture avec l'angle auxiliaire est bien équivalente à l'originale.

Équations et inéquations trigonométriques

Méthode

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Résumé

Résumé — Fonctions circulaires

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Résumé — Formules trigonométriques

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Résumé — Équations, triangles et angle inscrit

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Sujet type devoir

Fonctions circulaires — Sujet complet

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Formules trigonométriques — Sujet complet

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Équations, triangles et angle inscrit — Sujet complet

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Mode hors-ligne — données en cache