Trigonométrie
Table des matières
1 mesure d’un angle 2
1.1 activité : cercle trigonométrique et mesure d’angle en radians . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 corrigé activité : cercle trigonométrique et mesure d’angle en radians . . . . . . . . . 3
1.3 à retenir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4 exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.5 corrigés exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 sinus et cosinus d’un angle orien 11
2.1 activité : sinus et cosinus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2 corrigé activité : sinus et cosinus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3 à retenir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4 exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3 évaluation 18
4 devoir maison 19
5 TP 20
1
1 mesure d’un angle
1.1 activité : cercle trigonométrique et mesure d’angle en radians
Le but est d’indiquer sur le "cercle trigonométrique" (cercle orienté de rayon 1) la "mesure
principale" de l’angle d
IOM (en degrés et en "radians") pour chacun des rayons ci dessous (figures
question c)
1. sachant que
(1) la mesure en radian, d’un angle non orienα,
est égale à la longueur lde l’arc de cercle de rayon r= 1 qu’intercepte cet angle α
r= 1
l
(2) la longueur d’un arc de cercle intercepté est proportionnelle
à la mesure de l’angle
(a) calculer la longueur lde l’arc de cercle de rayon r= 1 et d’angle 360
en déduire la mesure en radian d’un angle de 360(rappel : p= 2πr)r= 1
(b) compléter le tableau ci dessous (valeurs exactes simplifiées et à 0,1 près pour 1 radian)
mesure en degrés 0 45 90 120 150 360
mesure en radians π
61π
3
3π
4π
calculs :
(c) placer les mesures principales (dans ]180 ; 180] ou ]π;π])d’angles d
IOM ci dessous en
tenant compte de l’orientation
mesures d’angles en degrés mesures d’angles en radians
IO
+
O I
+
2. placer A, B, C, ... sur le cercle de droite et donner la mesure principale de l’angle sachant que
(a) d
IOA a pour mesure 3π( que l’on notera d
IOA = 3π)
(b) d
IOB =6π
(c) d
IOC =7π
2
(d) d
IOD =5π
2
(e) d
IOE =5π
4
(f) d
IOF =5π
4
(g) d
IOG =4π
3
(h) d
IOH =40π
3
(i) d
IOJ =15π
6
(j) d
IOK =75π
6
1.2 corrigé activité : cercle trigonométrique et mesure d’angle en radians
Le but est d’indiquer sur le "cercle trigonométrique" (cercle orienté de rayon 1) la "mesure
principale" de l’angle d
IOM (en degrés et en "radians") pour chacun des rayons ci dessous (figures
question c)
1. sachant que
(1) la mesure en radian, d’un angle non orienα,
est égale à la longueur lde l’arc de cercle de rayon r= 1 qu’intercepte cet angle α
r= 1
l
(2) la longueur d’un arc de cercle intercepté est proportionnelle
à la mesure de l’angle
(a) calculer la longueur lde l’arc de cercle de rayon r= 1 et d’angle 360
en déduire la mesure en radian d’un angle de 360(rappel : p= 2πr)
p= 2π×1 = 2πdonc
à360correspond 2πradians r= 1
(b) compléter le tableau ci dessous (valeurs exactes simplifiées et à 0,1 près pour 1 radian)
mesure en degrés 0 30 45
57,3
60 90 120 135 150 180 360
mesure en radians 0π
6
π
41π
3
π
2
2π
3
3π
4
5π
6π2π
calculs :
(360 2π
xπ
6x= 360 ×π
6×1
2π=360
12 =
30 360 2π
x1x= 360 ×1×1
2π
57,3
(c) placer les mesures principales (dans ]180 ; 180] ou ]π;π])d’angles d
IOM ci dessous en
tenant compte de l’orientation
mesures d’angles en degrés mesures d’angles en radians
IO
+
60
45
30
60 45
30
120
135
150
120
135
150
0
90
90
180 O I
+
π
3π
4π
6
π
3
π
4
π
6
2π
3
3π
4
5π
6
2π
3
3π
4
5π
6
0
π
2
π
2
πA B
C=D=K
E
F
G=H
J
2. placer A, B, C, ... sur le cercle de droite et donner la mesure principale de l’angle sachant que
(a)
d
IOA = 3ππ[2π]
(b)
d
IOB =6π0[2π]
(c)
d
IOC =7π
2≡ −π
2[2π]
(d)
d
IOD =5π
2≡ −π
2[2π]
(e)
d
IOE =5π
4≡ −3π
4[2π]
(f)
d
IOF =5π
43π
4[2π]
(g)
d
IOG =4π
3≡ −2π
3[2π]
(h)
d
IOH =40π
32π
3[2π]
(i)
d
IOJ =15π
6π
2[2π]
(j)
d
IOK =75π
6≡ −π
2[2π]
Explications pour les mesures principales :
(a)
40π
3
40π
3/]π;π]donc 40π
3n’est pas la mesure principale
(40
3≃ −13,33 et 13,33 /]1; 1] )
on ajoute autant de fois 2πqu’il faut à 40π
3pour que le résultat soit dans ]π;π]
40π
3
2π=40π
3×1
2π=40
6≃ −6,66
on peut donc ajouter 6 fois 2πà40π
3
40π
3+ 6 ×2π=40π+ 36π
3=4π
3
mais on a encore 4π
3/]π;π]
on ajoute encore 2π
4π
3+ 2π=4π+ 6π
3=2π
3
et 2π
3]π;π]
2π
3est alors la mesure principale de 40π
3et on écrit
40π
32π
3[2π]
40π
3congru à 2π
3modulo 2π
1.3 à retenir
définition 1 :(mesure d’angle non orienté en radian)
quel que soit l’angle (non orienté) α
la mesure en radian de l’angle αest égale à la longueur l
de l’arc de cercle de rayon r= 1 intercepté par cet angle α
r= 1
l=
mesure
en radian
de α
remarques
i. "tour complet" : 2πr = 2π×1 = 2π
ii. "quart de tour" : par proportionnalité,1
4×2π=π
2
iii. on confond usuellement l’angle avec la valeur de sa mesure, mesure(α) = α
iv.
degrés 0 30 45 57 60 90 120 135 150 180
radians 0π
6
π
41π
3
π
2
2π
3
3π
4
5π
6π
exemples
α=π
4
r= 1
l=π
4α=π
2
r= 1
l=π
2
α=π
r= 1
l=π
définition 2 :(cercle trigonométrique et mesure d’angle orienté en radian)
(1) Le cercle trigonométrique
est le cercle de rayon r= 1 orienté négativement dans le sens horaire
orienté positivement dans le sens anti-horaire
+
r= 1
(2) Quel que soit l’angle orienté α,
si l’angle est dans le sens positif,
la mesure en radian de l’angle αest égale à la longueur l
de l’arc de cercle de rayon r= 1 intercepté par cet angle
sinon c’est -1 que multiplie cette longueur α=l
r= 1
l
α=l
r= 1
l
exemples
α= +π
4
r= 1
l=π
4α=π
2
r= 1
l=π
2
α= +π
r= 1
l=π
α=π
r= 1
l=π
remarques
i. le sens positif est appelé le "sens trigonométrique" ou sens "direct"
ii. le sens négatif est appelé le "sens horaire" ou sens "indirect"
définition 3 :(angle orienté entre deux vecteurs)
Quels que soient les vecteurs non nuls
uet
v
+
OM
A
B
P
u
v
l’angle orienté entre les vecteurs
uet
vest noté (
u;
v)
une de ses mesures est celle de l’angle orien d
AOB
Oest le centre du cercle trigonométrique C
Met Psont deux points tels que
OM =
uet
OP =
v
A=C[OM)et B=C[OP )
ainsi : (
u;
v) = d
AOB
toutes les mesures de l’angle (
u;
v)sont de la forme
d
AOB + 2kπ
kZest un entier relatif quelconque
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