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1ère Spécialité · Fiche de cours

Trigonométrie & cercle trigonométrique — Première Spécialité

Cercle trigonométrique, mesure en radians, valeurs remarquables de sin et cos, équations trigonométriques de base.

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✅ À retenir

  • Le **cercle trigonométrique** est un cercle de rayon 1 centré en O, orienté dans le sens direct.
  • Un angle \theta en radians : \pi rad = 180°, donc 1° = \dfrac{\pi}{180} rad.
  • \cos(\theta) = abscisse du point M ; \sin(\theta) = ordonnée du point M.
  • Valeurs : \cos(0)=1, \sin(\frac{\pi}{6})=\frac{1}{2}, \sin(\frac{\pi}{4})=\frac{\sqrt{2}}{2}, \sin(\frac{\pi}{3})=\frac{\sqrt{3}}{2}.
  • Périodicité : \cos(\theta+2\pi)=\cos(\theta) et \sin(\theta+2\pi)=\sin(\theta).
  • Parité : \cos(-\theta)=\cos(\theta) (pair) ; \sin(-\theta)=-\sin(\theta) (impair).

📖 Définition — Cercle trigonométrique

Le cercle trigonométrique est le cercle de rayon 11 centré à l'origine du repère, parcouru dans le sens antihoraire (sens direct). À tout réel θ\theta on associe le point M(cosθ  ;  sinθ)M(\cos\theta\;;\;\sin\theta) sur ce cercle.

Conversion : θrad=θdeg×π180\theta_{\text{rad}} = \theta_{\text{deg}} \times \dfrac{\pi}{180}

Figure géométrique

🔢 Méthode — Résoudre cos(x) = a

  1. Si $|a| > 1$ : pas de solution réelle.
  2. Trouver l'angle $\theta_0 \in [0;\pi]$ tel que $\cos(\theta_0) = a$.
  3. Solutions générales : $x = \theta_0 + 2k\pi$ ou $x = -\theta_0 + 2k\pi$, $k \in \mathbb{Z}$.
  4. Exemple : $\cos(x) = \frac{1}{2}$ → $\theta_0 = \frac{\pi}{3}$ → $x = \pm\frac{\pi}{3} + 2k\pi$.

🔢 Méthode — Résoudre sin(x) = a

  1. Trouver $\theta_0 \in [-\frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2}]$ tel que $\sin(\theta_0) = a$.
  2. Solutions générales : $x = \theta_0 + 2k\pi$ ou $x = \pi - \theta_0 + 2k\pi$.
  3. Exemple : $\sin(x) = \frac{\sqrt{2}}{2}$ → $\theta_0 = \frac{\pi}{4}$ → $x = \frac{\pi}{4}+2k\pi$ ou $x = \frac{3\pi}{4}+2k\pi$.

✏️ Exemple — Valeurs remarquables et équations

⚠️

Sur le cercle trigonométrique, cos(θ)\cos(\theta) est l'abscisse et sin(θ)\sin(\theta) est l'ordonnée. Beaucoup les inversent. Mémo : Cos → Colonne x (abscisse) ; Sin → Sommet (ordonnée).

Numi

Les radians sont plus naturels que les degrés pour les mathématiques avancées : la dérivée de sin(x)\sin(x) est cos(x)\cos(x) seulement en radians. En degrés, il apparaîtrait un facteur π180\frac{\pi}{180} partout !

🎯 Mini-quiz

1. Convertir $150°$ en radians :

2. $\cos\left(\frac{2\pi}{3}\right)$ =

3. Les solutions de $\sin(x)=0$ sur $[0;2\pi]$ sont :