Exercice 2 : Fonction arccos◦cos
1. On a cosπ
4=cos−π
4=√2
2. Ainsi, comme π
4∈[0,π], arccos√2
2=π
4donc
f−π
4=arccos √2
2!=π
4.
2. La fonction cos est définie sur Ret la fonction arccos est définie sur [−1,1]. De plus, pour tout x∈R,
on a −1≤cosx≤1 donc fest définie sur R.
3. La fonction fest définie sur Rqui est symétrique par rapport à 0 et, pour tout x∈R, par parité de cos,
f(−x) = arccoscos(−x)=arccoscos(x)=f(x).
En conclusion, fest une fonction paire.
4. La fonction fétant 2π-périodique, il suffit d’étudier fsur [−π,π]. Comme fest également paire, il
suffit finalement de l’étudier sur [0,π].
5. Pour tout x∈[0,π]et tout y∈[−1,1], on a l’équivalence :
cos(x) = y⇐⇒ x=arccos(y).
Finalement, pour tout x∈[0,π],f(x) = arccoscosx=x.
6. Pour construire le graphe Cfde f, on trace la courbe de x7→ xsur [0,π]puis de x7→ −xsur [−π,0]
car fest paire avant de compléter par 2π-périodicité. On obtient le graphe suivant :
x
f(x)
π
π
0
−π
−2π2π
7. Comme arccos est dérivable sur ]−1,1[,fest dérivable en x∈Rsi et seulement si cos(x)6=1 et cos(x)6=−1.
Ainsi, fest dérivable sur R\πZ. Avec les questions précédentes, on sait que, pour tout x∈]−π,π[\{0},
f(x) = xsi x∈]0,π[;
−xsi x∈]−π,0[
donc
f0(x) = 1 si x∈]0,π[;
−1 si x∈]−π,0[.
En conclusion, par 2π-périodicité, pour tout x∈R\πZ,
f0(x) = 1 si x∈]0,π[+2πZ;
−1 si x∈]−π,0[+2πZ.