Math Buddy5e secondaire · 6 h/sem

Chapitre 03

Équivalences trigonométriques

Les identités qui relient sin, cos et tan entre elles, et les formules qui ramènent tout angle au premier quadrant.

Identités fondamentales

Identité fondamentalesin²x + cos²x = 1Vraie pour tout x réel
Tangentetan x = sin x / cos xPour cos x ≠ 0, c'est-à-dire x ≠ π/2 + kπ
Tangente au carré1 + tan²x = 1 / cos²xPour cos x ≠ 0
Cotangentecot x = cos x / sin x = 1 / tan xPour sin x ≠ 0

En combinaison avec l'identité fondamentale : sin²x = 1 − cos²x et cos²x = 1 − sin²x. Ces deux formes servent souvent à remplacer un terme par l'autre.

Parité et périodicité

PropriétéFormuleNom
Parité du cosinuscos(−x) = cos xfonction paire
Imparité du sinussin(−x) = −sin xfonction impaire
Imparité de la tangentetan(−x) = −tan xfonction impaire
Périodicité sin, cossin(x + 2kπ) = sin x ; cos(x + 2kπ) = cos xpériode 2π
Périodicité tantan(x + kπ) = tan xpériode π

Formules de réduction

Chaque angle associé à x s'obtient par une symétrie ou une rotation d'un demi-tour sur le cercle. Retiens la logique plutôt que la liste : à partir de x, on regarde où tombe le point image.

AnglePositionsincostan
π − xsymétrique par rapport à l'axe ysin x−cos x−tan x
π + xopposé (demi-tour)−sin x−cos xtan x
2π − xsymétrique par rapport à l'axe x−sin xcos x−tan x
π/2 − xsymétrique par rapport à la droite y = xcos xsin x1/tan x
π/2 + xrotation d'un quart de tourcos x−sin x−1/tan x
Repère. Les formules avec π/2 changent le nom : sin devient cos et inversement. Celles avec π, 2π ou −x gardent le nom.

Exemples

Réduire
sin(5π/6) = sin(π − π/6) = sin(π/6) = 1/2
Réduire
cos(7π/6) = cos(π + π/6) = −cos(π/6) = −√3/2
Réduire
sin(π/2 + x) = cos x ; tan(π − x) = −tan x
Simplifier
(1 − cos²x) / sin x = sin²x / sin x = sin x (pour sin x ≠ 0)
Prouver
(1 + tan²x) cos²x = (1 / cos²x) · cos²x = 1 (pour cos x ≠ 0)

Exercices à corriger soi-même

1. Calcule cos(2π/3) à l'aide d'une réduction
2π/3 = π − π/3, donc cos(2π/3) = −cos(π/3) = −1/2.
2. Si sin x = 3/5 et x ∈ ]0 ; π/2[, calcule cos x
cos²x = 1 − 9/25 = 16/25, et cos x > 0 donc cos x = 4/5.
3. Simplifie (sin x + cos x)² + (sin x − cos x)²
= sin²x + 2 sin x cos x + cos²x + sin²x − 2 sin x cos x + cos²x = 2(sin²x + cos²x) = 2.
Piège. Quand tu divises par une expression en x, vérifie qu'elle n'est jamais nulle sur l'ensemble où tu travailles ; sinon tu perds des solutions ou tu rends une égalité fausse.