MPSI - Lyc´ee Chrestien de Troyes
Chapitre 3
Etude des fonctions trigonom´etriques
1 Etude d’une fonction p´eriodique
D´efinition Soit fune fonction d´efinie sur Dinclus dans R. On dit que fest p´eriodique de p´eriode Tsi :
(∀x∈D, x +T∈D
∀x∈D, f (x+T) = f(x)
On dit aussi que fest T-p´eriodique.
Repr´esentation Pour une telle fonction, on peut observer que la courbe repr´esentative associ´ee ”se r´ep`ete” par translation de
vecteur ±T−→
i.
O
Ainsi, pour ´etudier une fonction p´eriodique, il suffira de se restreindre `a un intervalle d’amplitude Tet de compl´eter la courbe par
simple translation.
2 Les fonctions circulaires et leur repr´esentation graphique
2.1 Pr´esentation du cercle trigonom´etrique et premi`eres propri´et´es
D´efinition Dans un plan muni d’un rep`ere orthonorm´e direct, on consid`ere le cercle trigonom´etrique et on note Mun point du cercle
tel que l’angle de vecteurs (
~
i, −−→
OM ) = x:
O
•On appelle alors fonction cosinus la fonction not´ee cos d´efinie sur Rpar
cos(x) = xM.
•On appelle alors fonction sinus la fonction not´ee sin d´efinie sur Rpar
sin(x) = yM.
Sous r´eserve d’existence, on retrouve `a partir du cercle trigonom´etrique les relations suivantes :
les relations imm´ediates
(i) cos2(x) + sin2(x)=1
(ii) cos(−x) = cos(x), sin(−x) = −sin(x), cos(x+π) = −cos(x), sin(x+π) = −sin(x), cos( π
2−x) = sin(x), sin( π
2−x) = cos(x)...
les formules d’addition
(i) cos(a+b) = cos(a) cos(b)−sin(a) sin(b), cos(a−b) = cos(a) cos(b)−sin(a) sin(b),
(ii) sin(a+b) = sin(a) cos(b) + sin(b) cos(a), sin(a−b) = sin(a) cos(b)−sin(b) cos(a)
(iii) En particulier,
cos(2x) = cos2(x)−sin2(x) = 2 cos2(x)−1=1−2 sin2(x) et sin(2x) = 2 sin(x) cos(x)
les ´equations trigonom´etriques
(i) cos(a) = cos(b)⇔a=b[2π] ou a=−b[2π]
(ii) sin(a) = sin(b)⇔a=b[2π] ou a=π−b[2π]
Propri´et´e 1 (formulaire trigonom´etrique).
ISi les premi`eres relations sont imm´ediates, on prendra soin de justifier les deux formules d’addition cos(a+b)et sin(a+b)avant
d’en d´eduire les autres.
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