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demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique

Posté par
alankar
18-01-08 à 23:32

Bonjour, sur la figure ci dessous. Je dois calculer les aires A1 et A2 des triangles OIM et OIT, et l'aire A du secteur de disque OIM (la partie du disque comprise entre [OM) et [OI) )

PS: La figure ci dessous (O;OI;OJ) est un repère orthonormé direct, dans lequel on a tracé le cercle trigonométrique

J'ai juste pu trouver que [TI]= sin(x) X [OT]


En ayant calculé ces aires A1, A2 et A je dois remarquer que A1<A<A2 et montrer que pour tout x de ]0; pi/2[     on a : sin(x) < x < tan(x)



Pourriez vous m'aidez ?

Posté par
A-Zak
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 18-01-08 à 23:41

bonsoir,
mais ya pas de figure en desous de ton texe, a moins qu'elle soit ivisible

Posté par
Bourricot
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 18-01-08 à 23:42

Bonjour,

Tu as oublié de nous envoyer l'image ! Et sans elle on va avoir du mal à comprendre le rôle joué par les acteurs de cet énoncé !

Posté par
alankar
Désolé 18-01-08 à 23:46

Désolé de ce petit oublie voilà l'image de la figure en question ( en esperant de ne pas etre passé pour un boulet )

Désolé

Posté par
alankar
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 19-01-08 à 13:35

J'ai reussi à trouver l'aire du triangle A2 : ([OI]x[IT])/ 2 car OIT est un triangle rectangle.

[OI] = 1 car rayon du cercle trigonometrique
[IT]= sin(x) fois OT

Donc Aire de OIT = 1(sin(x)fois OT) / 2


Par contre je n'arrive pas à trouver l'aire du triangle OIM
J'ai essayé de le séparer en deux trriangle rectangle OMC et CMI mais je ne connais aucun angle de CMI.

Pourriez vous m'aidez ?  

Posté par
Bourricot
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 19-01-08 à 20:50

Et dans le triangle rectangle OIT (rectangle en I) Comment pourrais-tu trouver OT en fonction de x regarde avec sin(x) )?  ou cos(x) ? ou tan(x) ?

Le Triangle OMI a pour côté [OI] qui est un .... du cercle en question. Donc le triangle OMI est ... en ...

Posté par
alankar
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 19-01-08 à 22:48

Merci de ton aide

J'ai reussi à calculer [OT] qui est egal à V[1+(sin(x)*TI)²] ou alors cos(x)/OI ou encore sin(x)/TI

Le triangle OMI est isocèle en O mais pour le calcul de l'aire il me faut une hauteur ce que je n'ai pas dans ma figure.

Concernant l'aire A du secteur de disque OIM ( la partie du disque comprise entre [OM) et [OI) ) je n'ai vraiment aucune idée de comment faire, la prof nous a donné comme indication que M est un point de ce cercle repéré par le reel x appartient à ]0,pi/2[ et que les vecteurs (OI,OM) =x (modulo2pi)
Je n'ai pas du tout vu la trigonométrie en seconde (prof parti en congé maternité) et la notion de "modulo" m'est totalement inconnu. Quelqu'un aurait-il des indices plus "concrets" pour m'aider ?

Posté par
homere
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 19-01-08 à 23:24

bonsoir,

J'ai pitié de toi:
Voici la formule qui te donnera l'aire d'un secteur circulaire en fonction du rayon  R et de l'angle au cente x:


    A=(1/2) R2 x     Ici R=1 donc   A=(1/2)x

Posté par
homere
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 19-01-08 à 23:36

Pour retrouver cette formule: une simple régle de trois:


   à un angle au centre de 2correspond  R2 (aire du disque)

   à un angle au centre de x correspond une aire de A


Donc (2)/x=R2)/A

égalité de deux rapport; tu peux en sortir la valeur de A en fonction de x....

Posté par
homere
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 19-01-08 à 23:53

Si un angle est égal à x(modulo 2pi) cela veut dire que =x+k(2pi) avec k

2pi représentant un tour complet sur le cercle trigo,

=x  ou =x+2pi  ou =x+4pi ou =x+6pi...

A chaque tour le point M de ta figure se retrouve à la même place sur le cercle trigo.

On traduit toutes ses possibilités par une seule formule:

=x+2kpi  k


(ou par un mot savant (modulo 2pi)

Posté par
alankar
Résolution enfin ^^ 19-01-08 à 23:56

Merci beaucoup homere, grâce à toi la solution m'a paru évidente pour tout le problème !!

J'ai pu trouver toute les aires demandés et j'ai reussi à prouver que : sin(x)< x < tan(x) en multipliant par 2 chaque résultats trouvé précédemmment

Par contre j'ai un problème pour déduire depuis sin(x) < x < tan(x) que xcos(x)<sin(x)<x  

J'ai pu montrer que cos = sin/tan donc cos forcèment plus petit que sin mais je n'arrive pas à montrer cela pour x cos(x)

Posté par
homere
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 19-01-08 à 23:57

j'aurais dû remplacer   par .Le point M peut se déplacer ,sur le cercle, dans le sens trigo ou dans le sens inverse

Posté par
alankar
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 00:07

Merci beaucoup pour ton petit cour sur le modulo ^^
Mais dans ma figure x (mod2pi) cela veut dire que peut importe "k" le point M ne changera jamais de place c'est ça ?

Posté par
homere
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 00:11

  


En partant de x < tanx x<sinx/cosx et en multipliant les deux membres par cosx strictement positif (pour ne pas changer le sens de l'inéquation) tu as:

   xcosx<sinx  et comme sinx < x  d'après la relation précédente...yu pourras conclure sans trop d'effort.


Passe une bonne nuit...

Posté par
homere
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 00:15

Exact; Le point M ne changera jamais de place sur le cercle trigo mais l'angle x ou l'arc associé peut prendre une infinité de valeurs. Ici cela n'a guère d'importance mais dans d'autre type d"exercice c'est parfois très utile

Posté par
alankar
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 00:33

Je te remercie de tes conseils qui m'ont été très très utiles.

Mais j'aurai une autre question :
J'ai justifié que pour tout x de ]0;pi/2[
       cos(x)<sin(x)<1
Mais la question suivante me demande d'utiliser des propriété de parité et d'imparité pour montrer que cette équation reste vraie lorsque x est dans l'intervalle ]-pi/2 ;0[

J'ai tout d'abord dit que l'ensemble de défition est symétrique par rapport à 0 ]-pi/2 ; pi/2[

et que l'intervalle ]-pi/2 ; 0[ était l'image de l'intervalle ]pi/2 , 0[ par la symetrie d'axe 0 au sein du cercle trigonométrique

Cette justification est-elle suffisante ou faut-il develloper ?

Posté par
garnouille
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 00:39

Citation :
J'ai justifié que pour tout x de ]0;pi/2[
       cos(x)<sin(x)<1

tu m'étonnes!.. regarde pour pi/6 et pi/3, quelque chose ne va pas...

Posté par
alankar
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 00:41

ah désolé il y avait une erreur dans mon écriture c'est :

cos(x)< sin(x)/x < 1

Voilà ca devrait etre un beau encadrement là ^^

Posté par
garnouille
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 00:48

là, ça me parait possible!

une idée, pose x'=-x et donc x=-x'
si x est dans ]0;pi/2[ , trouve où se trouve x'
puis remplace x par -x' dans cos(x)< sin(x)/x < 1
ça devrait aller!

Posté par
homere
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 08:59

bonjour alankar,

Tu peux remarquer qu'en remplacant x par -x , ta dernière inégalité ne change pas .
En effet cos(-x)= cos(x)  (la fonction cosinus est une fonction paire) ,        
sin(-x)=-sin(x) (fonction impaire) mais le rapport sin(-x)/(-x) est donc égal à (-sin(x))/(-x) soit sin(x)/x.

La seule chose qui change c'est que si  x]0;/2[ alors -x]-/2;0[

Posté par
alankar
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 12:07

Bonjour,

Merci de vos réponse qui m'ont bien aidé.

Mais j'aurai une nouvelle question :

je dois montrer que 1-cos(h)/h² = (sin(h)/h)² X 1/1+cos(h)

(Sin(h)/h)²=1 donc 1-cos(h)/h² = 1/1+cos(h)

Mais je n'arrive pas à aller plus loin. J'ai pensé à une formule telle sin²+cos²=1 car j'ai vu le (sin(h)/h)² mais cette piste ne m'a rien donné.

Quelqu'un aurait-il une petite piste ?                  

Posté par
homere
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 12:36

bonjour,

Tes questions sont sans fin ...Enfin.....

Je ne vois pas très bien tes relations. Et d'abord pourquoi (sin(h)/h)2 est égal à 1 ??

Posté par
homere
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 12:52

Et d'abord il te faudrait soigneusement écrire tes relations avec des parenthèses et des crochets pour que ce soit bien clair. C'est frustant de plancher sur des relations fausses !!

Posté par
alankar
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 13:24

Je dois monter que pour tout x de ]\frac{-pi,}{2} ;\frac{pi,}{2}[

on a : \frac{1-cos h }{h^2} = (\frac{sin h}{h})^2 x \frac{1}{1+cos h}

Voilà j'ai redigé en latex donc ça devrait etre plus clair.
Je précise que le x correspond à un fois dans cet équation

Posté par
alankar
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 13:28

Et pour \frac{sinh^2}{h} = 1 je me suis trompé, c''est égal à 1 dans le cas où h tend vers 0. Désolé pour la confusion

Posté par
homere
re : demonstration cos'=-sin et cercle trigonométrique 20-01-08 à 14:24

C'ets bien mieux ainsi.

On part du premier membre et par des transformations successives on arrive au second.

Tu multiplie le premier membre ,haut et bas, par(1+cosh) ,tu obtiens:
[(1-cosh)(1+cosh)]/[h2(1+cosh]=[1-(cosh)2]/[h2(1+cosh)]

or 1-(cosh)2=(sinh)2

Je te laisse le soin de conclure...



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