Les exotiques 19
Exercice 3.24 Montrer que cos
4
x=
3
8
+
1
2
cos 2x+
1
8
cos 4x, puis calculer cos
4π
8
+ cos
43π
8
+ cos
45π
8
+ cos
47π
8
.
Exercice 3.25 Résoudre : √3−4 cos
2
x > 1 + 3 sin x.
Exercice 3.26 Résoudre les équations suivantes :
a) sin 2x= cos
2
xb) cos
2
x−sin
2
x= cos 5x
c) 1 + √2sin
2
x+√2−1cos
2
x+ sin 2x=√2d) 2 cos
2
x−sin x−1 = 0
e) 2 sin
2
x+ cos x−1 = 0 f) 2 sin
2
(x) + 2 sin (x) cos (x)−1 = 0
Exercice 3.27 On considère la fonction fdéfinie par f(x) = cos (3x)−2 + √3cos (2x) + 3 + 2√3cos (x)−
2 + √3
1. Exprimer cos (3x)et cos (2x)à l’aide de cos (x),sin (x)et de leur puissances.
2. En déduire que f(x)s’exprime uniquement à l’aide de cos (x).
3. Déterminer le signe de fen fonction de xsur l’intervalle [0,2π]
Exercice 3.28 Un calcul de Somme
1. Exprimer tan p−tan qà l’aide de sin (p−q),cos pet cos q.
2. Soit α∈Rtel que sin α= 0, simplifier la somme
S=
n
k=0
1
cos (kα) cos ((k+ 1) α)
(on suppose que αest tel que cos kα = 0 pour k∈ {1,···n})
Que vaut Ssi sin α= 0 (on considéra deux cas).
3 Les exotiques
Exercice 3.29 Discuter et résoudre :
a) mcos x−(m+ 1) sin x−m= 0 b) cos
2
x+ 8 cos xsin x+ 7 sin
2
x= 0
Exercice 3.30 Montrer que sin
2
(18
◦
) + cos
2
(36
◦
) =
3
4
.
Exercice 3.31 Montrer que sin
3
(18
◦
) + sin
2
(18
◦
) =
1
8
.
Exercice 3.32 Montrer que le sinus et le cosinus d’angle αsont des nombres rationnels si et seulement si tan
α
2
n’est pas défini ou est aussi rationnel.
Exercice 3.33 Résoudre l’équation cos
1999
(x) + cos
2000
(x) + cos
2001
(x) = 3
Exercice 3.34 La fonction fest définie pour x∈−
π
2
,
π
2
par f(tan (x)) = sin (2x).
Calculer f
4
3
.
Exercice 3.35 On sait que, pour tout x, on a cos (2x) = cos
2
(x)−sin
2
(x).Quel sont les réels xtels que cos (3x) =
cos
3
(x)−sin
3
(x). Même question pour cos(4x) = cos
4
(x)−sin
4
(x).
Exercice 3.36 Soit k∈Ret f(x) = sin
6
x+ cos
6
x−ksin
4
x+ cos
4
x. Simplifier f
′
(x),en déduire la valeur de k
pour laquelle fest constante et les valeurs de kpour lesquelles l’équation f(x) = 0 admet une solution.
Exercice 3.37 Comment doit-on choisir λpour que l’équation 1 + sin
2
λx = cos xait une unique solution ?