Maths Ts 6. Fonctions trigonométriques prog 2011
Théorème : La fonction cosinus est dérivable sur Ret : cos′(x) = −sin x.
Preuve : On sait que : cos x= sin Äx+π
2ä, alors d’après le théorème sur la dérivée de la fonction composée g(x) = f(ax+b),
on peut écrire que cos′(x) = 1 ×sin′Äx+π
2ä= cos Äx+π
2ä;
or cos Äx+π
2ä=−sin x, ce qui prouve que : cos′(x) = −sin x.
6.2 Propriétés des fonctions trigonométriques
Définition : On dit qu’une fonction fest périodique de période p, ou p-périodique, si pour tout réel
x:f(x+p) = f(x).
Théorème : Les fonctions trigonométriques sinus et cosinus sont périodiques de période 2π(2π-
périodiques).
Preuve : Pour tout réel x∈Ret tout entier relatif k∈Z: sin(x+ 2kπ) = sin xet cos(x+ 2kπ) = cos x.
Interprétation géométrique : Dans un repère (O;I,J) la courbe représentative des fonctions trigonomé-
triques est invariante par toute translation de vecteur 2kπ −→
OI, où kentier relatif (k∈Z).
Conséquence : La périodicité de période 2πdes fonctions trigonométriques permet de réduire leur inter-
valle d’étude à un intervalle de largeur 2π: par exemple [0 ; 2π] ou [−π;π].
Définition : On dit qu’une fonction fdéfinie sur Rest :
—impaire si pour tout réel x:f(−x) = −f(x) ;
—paire si pour tout réel x:f(−x) = f(x).
Exemples :•Les fonctions de référence : x,x3ou 1
xsont impaires. En effet : (−x) = −x, (−x)3=−x3
et 1
(−x)=−1
x;
•Les fonctions de référence : x2et |x|sont paires. En effet : (−x)2=x2et | − x|=|x|.
Interprétation géométrique : Dans un repère (O;I,J) la courbe représentative d’une fonction impaire est
symétrique par rapport à l’origine du repère : en effet, dès que le point M(x;f(x)) appartient à cette
courbe, alors le point M′(−x;−f(x)) appartient également à la courbe représentative.
De même la courbe représentative d’une fonction paire est symétrique par rapport à l’axe des ordonnées :
en effet, dès que le point M(x;f(x)) appartient à cette courbe, alors le point M′(−x;f(x)) appartient
également à la courbe représentative.
Conséquences : Les propriétés de parité d’une fonction définie sur Rpermettent de restreindre l’étude
de cette fonction à l’intervalle des réels positifs : [0 ; +∞[.
Pour les fonctions sinus et cosinus, 2π-périodiques et respectivement impaire et paire, il est donc possible
de réduire l’intervalle d’étude à [0 ; π].
6.3 Étude des fonctions trigonométriques
Variations de la fonction sinus
La dérivée de la fonction sin est cos, d’où le tableau de variations de la fonction sin sur [0 ; π] :
x0π/2π
sin′(x) = cos x+ 0 −
sin x0
1
0
Représentation graphique de la fonction sinus sur l’intervalle [−π;π] :
math4
bac – 24 – v1.618