CHAPITRE 2 : TRIANGLE RECTANGLE Présentation Géoplan : cosinus 1. Cosinus, sinus et tangente d’un angle aigu : a) Vocabulaire : Si ABC est un triangle rectangle en A, alors : [BC] est l’hypoténuse de ABC [AB] est le côté adjacent à l’angle B [AC] est le côté opposé à l’angle B C Hypoténuse Côté opposé à l’angle B B A Côté adjacent à l’angle B b) Formules trigonométriques : Dans le triangle ABC rectangle en A, cosinus B = sinus B = côté adjacent à B hypoténuse côté opposé à B hypoténuse tangente B = ou encore cos B = ou encore côté opposé à B côté adjacent à B sin B = ou encore AB BC AC BC tan B = AC AB Remarque : Il faut toujours préciser qu’on a un triangle rectangle ! Exercices n°2, 4, 7 page 183 Fiche 1 : Trigonométrie c) Utilisation de la calculatrice : La calculatrice donne le cosinus, le sinus ou la tangente d’un angle dont on connaît la mesure. Exemple : Pour calculer sin 47° , je tape : SIN 4 7 EXE La calculatrice affiche : 0.731353701 Attention : Mettre la calculatrice en mode DEGRE ! La calculatrice permet aussi de déterminer l’angle dont on connaît le cosinus, le sinus ou la tangente. Exemple : Je sais que sin B = 0,8. Je peux connaître la mesure de l’angle B en tapant : SIN -1 0 . 8 EXE La calculatrice affiche : 53.13010235 Je donne une valeur approchée : B≈ 53,1° (arrondi à 0,1) Exercices n° 9, 10, 11, 12 page 184 d) Applications : Méthode et exemple pour calculer un côté : Soit ABC rectangle en A tel que B = 20° et BC = 5 cm. Question : Calculer AC arrondi au dixième de centimètre. a) On cherche une relation entre les données (B et BC) et l’inconnu (AC): AC sin B = BC b) On remplace les valeurs connues : sin 20° AC AC ( c'est-à-dire = ) sin 20° = 1 5 5 c) On calcule la quatrième proportionnelle (grâce au produit en croix) : sin 20° × 5 AC = 1 d) On utilise la calculatrice et on conclut : AC ≈ 1,7 cm (arrondi à 0,1) Exercices n°13, 14, 18, 19 page 184 Exercices n°21, 22, 23 page 185 Méthode et exemple pour calculer un angle : Soit ABC rectangle en A tel que AB = 6 cm et AC = 3 cm. Question : Calculer l’angle B (donner une valeur arrondie à 0,1) a) On cherche une relation entre les données (AB et AC) et l’inconnu (B): AC tan B = AB b) On remplace les valeurs connues : 3 tan B = 6 c) On utilise la calculatrice et on conclut : On en déduit que B ≈ 26,6° (arrondi à 0,1) (on a tapé TAN–1 ( 3 / Exercices n°24, 25, 26, 27, 29 page 185 Exercice n°31 page 186 Exercice n°45, 47 page 188 6 ) ) 2. Le théorème de Pythagore : a) Enoncé du théorème : C Théorème : Soit ABC un triangle rectangle en A. On peut alors écrire : AB ² + AC ² = BC ² COTES DE L’ANGLE DROIT HYPOTENUSE (le plus grand est tout seul) COTE DE L’ANGLE DROIT A HYPOTENUSE B COTE DE L’ANGLE DROIT Exemple : Soit ABC rectangle en A tel que AB = 3 cm et AC = 4 cm. On peut déterminer grâce au théorème de Pythagore la longueur BC : Comme ABC est rectangle en A, le théorème de Pythagore permet d’écrire : BC² = AB² + AC² donc BC² = 3² + 4² BC² = 25 alors BC = 25 BC = 5 (cm) Fiche 2 : Théorème de Pythagore et sa réciproque (E1 à E5) b) Réciproque du théorème de Pythagore : Exemple : MNO est tel que MN = 9 cm, NO = 12 cm et OM = 15 cm. On peut montrer que MNO est un triangle rectangle. Résolution (modèle): D’une part : OM² = 15² = 225 (on choisit le plus grand et on calcule son carré) D’autre part : MN² + NO² = 9² + 12² = 81 + 144 = 225 (on additionne les carrés des deux plus petits côtés) Puisque MN² + NO² = OM² alors la réciproque du théorème de Pythagore permet d’affirmer que MNO est rectangle en N. Exercice n°28page 185 Fiche 2 : Théorème de Pythagore et sa réciproque (E6 à E7) Fiche 3 : Relations en cosinus, sinus et tangente Présentation flash (DEMO) c) Relations entre cosinus, sinus et tangente : Propriété : Dans un triangle rectangle, si x est la mesure d’un angle aigu alors : (cos x)² + (sin x)² = 1 sin x tan x = cos x Démonstration : On se place dans un triangle ABC rectangle en B. On note x l’angle de sommet A. Calculons (cos x)² + (sin x)² : E = (cos x)² + (sin x)² C AB2 BC2 E= + AC AC AB² BC² + E= AC² AC² x AB²+BC² A B E= AC² or AB² + BC² = AC² d’après le théorème de Pythagore appliqué au triangle rectangle ABC ! AC² E= AC² E=1 On conclut donc que (cos x)² + (sin x)² = 1. Exemple : On donne cos B = 0,8. Retrouver sin B et tan B sans calculer B. Comme (cos B)² + (sin B )² = 1 Alors 0,8² + (sin B)² = 1 0,64 + (sin B)² = 1 (sin B)² = 1 – 0,64 (sin B)² = 0,36 sin B = 0,36 donc sin B = 0,6 sin B 0,6 De plus, tan B = = = 0,75 cos B 0,8