La mécanique à maîtriser avant de passer aux exercices.
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Ce thème installe les réflexes de base de la trigonométrie : convertir un angle, le placer sur le cercle, lire son quadrant, le signe de ses nombres trigonométriques et ses valeurs remarquables. Ces gestes reviennent dans presque tous les QCM : rendez-les automatiques.
1. Convertir degrés ↔ radians
Un demi-tour vaut 180∘ouπ radians. Tout part de cette égalité, résumée par la règle de trois :
30∘=30×180π=6π ; 43π=43π×π180=43×180=135∘. Si le π ne se simplifie pas, c'est le signe d'une erreur.
Les conversions à connaître par cœur (elles reviennent partout) :
deg
0∘
30∘
45∘
60∘
90∘
180∘
270∘
360∘
rad
0
6π
4π
3π
2π
π
23π
2π
2. Le cercle, les quadrants et le sens trigonométrique
Le cercle trigonométrique a pour centre O et pour rayon 1. On tourne dans le sens trigonométrique (inverse des aiguilles d'une montre = sens positif). Les deux axes le découpent en quatre quadrants :
I : 0→2π∣II : 2π→π∣III : π→23π∣IV : 23π→2π.
L'essentielun point du cercle porte cos et sin
Au point P associé à l'angle α : P=(cosα;sinα). Donc le cosinus se lit horizontalement (abscisse) et le sinus verticalement (ordonnée). Comme le rayon vaut 1 : −1≤cosα≤1 et −1≤sinα≤1.
3. Signe selon le quadrant
On lit le signe directement sur le cercle : cos (horizontal) est positif à droite, sin (vertical) positif en haut. La tangente tgα=cosαsinα est positive quand sin et cos ont le même signe.
Quadrant
I
II
III
IV
cos
+
−
−
+
sin
+
+
−
−
tg,cotg
+
−
+
−
4. Valeurs remarquables du premier quadrant
Astuce du sinus : écris 20,21,22,23,24. Le cosinus est la même liste à l'envers.
α
0
6π(30∘)
4π(45∘)
3π(60∘)
2π(90∘)
sinα
0
21
22
23
1
cosα
1
23
22
21
0
tgα
0
33
1
3
∄
Méthodelire un nombre trigonométrique d'un angle quelconque
Ramener l'angle dans [0∘;360∘[ en ajoutant/retranchant des tours (±360∘).
Repérer le quadrant⇒ en déduire le signe.
Trouver l'angle de référence (angle aigu avec l'axe horizontal) et lire sa valeur au tableau.
Recoller le signe de l'étape 2.
Exemplecos120∘
120∘ est au quadrant II (cos<0). Référence : 180∘−120∘=60∘, et cos60∘=21. Donc cos120∘=−21.
Piègeerreurs classiques
∙ Oublier de simplifier le π dans une conversion. ∙ Confondre les lignes sin et cos (le sinus monte de 0 à 1, le cosinus descend de 1 à 0). ∙ Donner un signe + à un cosinus du quadrant II ou III.