Chapitres Maths en MPSI, PCSI, MP2I, PTSI
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Cours : Trigonométrie en Maths Sup MPSI, PCSI, MP2I et PTSI
Résumé de cours Exercices et corrigés
Cours en ligne de Maths en Maths Sup
Résumé de cours et méthodes – Trigonométrie en Maths Sup
Fonctions circulaires
Plan :
1. Fonction sinus
2. Fonction cosinus
3. Fonction tangente
1. Fonction sinus
Propriétés des angles
Pour tout réel ,
Les angles remarquables
Étude de la fonction
est continue, strictement croissante sur
.
la dérivée de
est
.
Le graphe de
est symétrique par rapport à
et par rapport à la droite d’équation
.
2. Fonction cosinus
Propriétés des angles
Pour tout réel ,
Lien entre
et
Pour tout
Les angles remarquables
Étude de la fonction
est continue, strictement décroissante sur
.
la dérivée de
est
Le graphe de
est symétrique par rapport à
et par rapport à la droite d’équation
.
3. Fonction tangente
Elle est définie sur par
.
Propriétés des angles
Pour tout réel ,
.
Les angles remarquables
Étude de la fonction
est continue, strictement croissante sur
.
La dérivée de
est
.
.
.
Le graphe de
est symétrique par rapport à
.
Les droites d’équations où
sont asymptotes à la courbe.
4. S’aider du cercle trigonométrique
On peut retrouver les valeurs liant les et
des angles
et
,
et
et
, en plaçant les points correspondants sur le cercle trigonométrique.
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Méthodes
Plan :
1. Retrouver les formules
2. Équations de base
3. Calcul de et
.
Le temps dépend de vos capacités à retenir les formules.
1. Retrouver les formules.
Il faut apprendre ces fichues formules, rien de pire à l’oral qu’un étudiant coincé devant une formule de trigonométrie, les jurys trépignent !
Devoir les retrouver c’est
a) perdre un temps précieux
b) et surtout ne pas avoir idée de transformations qui pourraient débloquer les calculs !
Ce paragraphe indique comment retrouver ces formules à partir des formules d’Euler :
et de la relation : .
1.1. Valeur de
de 
M1. somme
On utilise , soit
et on termine en égalant les parties réelles et imaginaires.
M2. différence
en utilisant en remplaçant
par
sans oublier que
est paire et
est impaire.
M3. Et les conséquences :
qui peuvent bien sûr s’écrire aussi
.
M4. sous réserve de définition des trois tangentes :
obtenue en faisant le quotient des formules de M1 puis en divisant numérateur et dénominateur par .
M5. en conséquence de M4
sous réserve de définition des trois tangentes :
en remplaçant par
et en utilisant
est une fonction impaire.
puis en posant dans la formule de M4.
Il y a des cas où il est préférable de s’affranchir de ces formules
a) Si et
,
b)
,
c)
,
.
La démonstration :
a) Si est pair,
et
Si est impair,
et
.
De plus
b) La dérivée de peut s’écrire
la dérivée de peut s’écrire
c) à l’aide d’un dessin du cercle trigonométrique ou en remplaçant par
dans les formules du b).
1.2. Linéarisation
M6 Formules au programme
La justification :
Par M1 et M2
et
Par somme et différence :
Par M1 et M2
et
et on additionne
.
M7. Formules à retrouver
et en remplaçant par
,
.
la démonstration :
On pose et
ssi
et
Les formules de M6
deviennent
La formule :
.
devient
.
1.3. Utilisation de 
En posant , on démontre
.
la démonstration :
On utilise l’angle double et les résultats de M3
et
et M5
Puis on termine avec .
1.4. Transformation de
si 
Introduire la forme trigonométrique de
.
2. Équations de base
E1 avec des cosinus :
Si
,
.
E2 avec des sinus
Si
,
E3 avec des tangentes
Si
,
.
Lorsque les équations sont « compliquées », il y a moins de risque d’erreur à utiliser des égalités à ou
près plutôt que les modulos.
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3. Calcul de
et 
Il faut savoir au moins traiter le cas du calcul de ou de
lorsque
est un entier donné « faible ».
Le calcul dans le cas général comme il est donné ci-dessous pourrait faire l’objet d’une question de sujet de concours.
On utilise les formules de Moivre et la formule du binôme de Newton
On sépare les indices des indices
, pour comparer les parties réelles et imaginaires.
avec et
.
Par la formule de Moivre,
On sépare les indices avec
soit pour avec
des indices avec
soit pour où
ce qui permet de séparer la partie réelle de la partie imaginaire
avec
et
On simplifie ces écritures :
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