La mécanique à maîtriser avant de passer aux exercices.
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Deux angles sont associés lorsque leurs points sur le cercle sont symétriques (par un axe ou par le centre) : leurs nombres trigonométriques sont alors les mêmes au signe près, ou échangés (sin↔cos). Objectif : ramener n'importe quel angle à un angle connu du premier quadrant.
1. Les cinq familles à connaître
Dans tout ce qui suit, α est un angle quelconque.
Famille (symétrie)
angle
cos
sin
tg
Opposés (axe des cos)
−α
cosα
−sinα
−tgα
Supplémentaires (axe des sin)
π−α
−cosα
sinα
−tgα
Anti-suppl. (centre O)
π+α
−cosα
−sinα
tgα
Complémentaires (droite y=x)
2π−α
sinα
cosα
cotgα
Anti-complém.
2π+α
−sinα
cosα
−cotgα
L'essentieldeux réflexes qui résument tout
∙Autour de π (c'est-à-dire −α,π−α,π+α) : la fonction ne change pas (cos reste cos, sin reste sin), seul le signe peut changer. ∙Autour de 2π (c'est-à-dire 2π±α) : la fonction s'échange (sin↔cos, tg↔cotg), et le signe peut changer. Pour le signe : place α « petit et positif » et regarde le quadrant de l'angle associé.
2. Lire une symétrie sur le cercle
Ci-dessous : les opposésα et −α (miroir par l'axe horizontal : même cos, sin opposé) et les supplémentairesα et π−α (miroir par l'axe vertical : même sin, cos opposé).
Exemplemême sinus, même tangente
Deux supplémentaires ont le même sinus : sin150∘=sin(180∘−30∘)=sin30∘=21. Deux anti-supplémentaires ont la même tangente : tg210∘=tg(180∘+30∘)=tg30∘=33 (période π).
3. Ramener n'importe quel angle au premier quadrant
Méthoderéduction d'un angle quelconque
Un tour : ajoute/retranche 2π (ou 360∘) pour tomber dans [0;2π[.
Quadrant ⇒ signe : repère le quadrant, il donne le signe du résultat.
Angle de référence : écris l'angle sous la forme π±β, −β ou 2π±β avec βaigu (le référent du 1er quadrant).
Applique la famille correspondante, puis recolle le signe de l'étape 2.
Exemplevaleur numérique et expression littérale
32π=π−3π(supplémentaires)⇒cos32π=−cos3π=−21 (cohérent : 120∘ est au quadrant II, où cos<0). De même cos(2π+α)=−sinα(anti-complém.) et cos(−α)sin(π−α)=cosαsinα=tgα.
Piègeles trois erreurs qui coûtent des points
∙ Confondre supplémentaires (π−α, même sin) et anti-supplémentaires (π+α, même tg). ∙ Oublier que 2π±αéchangesin et cos (ne pas laisser cos donner un cos). ∙ Se tromper de signe : dans le doute, prends α=30∘ et vérifie numériquement.