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Niveau Maths sup
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Equation sinus / cosinus

Posté par
Lucrus91
28-08-16 à 16:41

Bonjour,
Pour un dm de préparation pour la prépa, on me demande de résoudre cette équation :

sin(2x) + sin (6x) = sin (4x)

J'ai donc fait ca :
2 sin (4x)cos(2x) = sin (4x)   // (d'après une formule que l'on m'a donné)
sin(4x)vos(2x) = 0
sin(4x) = 0         cos (2x) = 0
4x = 0    4x =  π    2x =  π/2    2x =-  π/2


Je trouve finalement  :
x = 0 [2 π]; x= π/4 [2 π]; x=π/4 [2 π]; x=-π/4 [2 π]

Soit 3 solutions. Les solutions sont elles bonnes ? Est ce que je les ai toutes trouvées ? Il n'est pas précisé d'intervalle sur le quelle résoudre l'equation.

Merci beaucoup !

Posté par
ThierryPoma
re : Equation sinus / cosinus 28-08-16 à 16:50

Bonsoir,

Je serais curieux de connaître la formule que l'on t'a donnée. D'autre part, peut-tu expliquer ce passage-ci ?

2 sin (4x)cos(2x) = sin (4x)   // (d'après une formule que l'on m'a donné)
sin(4x)vos(2x) = 0

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation sinus / cosinus 28-08-16 à 16:52

heu non, la formule est plutôt 2 sin (2x)cos(2x) = sin (4x)

je n'ai pas compris tes calculs.
tu devrais utiliser sin a + sin b = 2sin ((a+b)/2) cos ((a-b)/2) sur sin 6x + sin 2x
ça te fera apparaître un sin 4x que tu vas pouvoir mettre en facteur avec celui du second membre.

Posté par
Lucrus91
re : Equation sinus / cosinus 28-08-16 à 17:09

Tout d'abord merci pour vos réponses (très rapides ^^).

@ThierryPoma : sin(a)cos(b) = 1/2 (sin(a-b)+sin(a+b) et j'avais posé a = 4x et b = 2x
Mais à vrai dire je ne suis pas sûr qu'il faille utiliser cette formule...

@Glapion : J'ai utilisé ta formule mais je trouve aussi :
2sin (4x) cos(2x) = sin (4x)


Après je me suis totalement trompé sur la fin ...
2sin (4x) cos(2x) = sin (4x)
sin(4x)(2cos(2x) -1) = 0

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation sinus / cosinus 28-08-16 à 18:58

OK et donc maintenant, annule chaque facteur

Posté par
Lucrus91
re : Equation sinus / cosinus 28-08-16 à 19:22

sin (4x) = 0                                                                2cos(2x)-1 = 0
4x = pi/2                        4x= - pi/2                       cos(2x)=1/2
x = pi/8  [pi/2]            x = -pi/8  [pi/2]            x=pi/6[pi]         x=-pi/6[pi]

Je cherche ensuite chacune des solutions et le tour est joué ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Equation sinus / cosinus 28-08-16 à 22:07

oui OK

Posté par
Lucrus91
re : Equation sinus / cosinus 29-08-16 à 21:15

Ok merci beaucoup pour vos aides !!

Posté par
Lucrus91
re : Equation sinus / cosinus 30-08-16 à 21:14

Bonsoir, en vérifiant mes résultats je me rencontre qu'ils sont faux... Si je prends par exemple la solution pi/8 :

sin(2pi/8)+sin(6pi/8) = sqrt(2)
ET
sin(4pi/8) = 1

Or les deux membres devraient être égaux ...

Posté par
Lucrus91
re : Equation sinus / cosinus 30-08-16 à 21:16

Les solutions Pi/6 et -pi/6 sont par contre elles bonnes....

Posté par
Razes
re : Equation sinus / cosinus 30-08-16 à 22:28

Posons A=2x afin d'alléger l'écriture.

Utilisons les formules de factorisation (formules de Simpson)
\sin p+\sin q=2\sin \left({{p+q} \over 2}\right)\cos \left({{p-q} \over 2}\right)


\sin(A) + \sin (3A) = \sin (2A) \Leftrightarrow

\sin(A) + \sin (3A) =2\sin \left({{A+3A} \over 2}\right)\cos \left({{A-3A} \over 2}\right)=2\sin(2A)\cos(A)

L'équation à résoudre devient:

2\sin(2A)\cos(A)= \sin (2A)\Leftrightarrow \sin (2A)\left (1-2\cos(A)\right )=0

Les solutions sont telle que:  \sin (2A)=0 ou \cos(A)=\dfrac{1}{2}

\left\{\begin{matrix}A=2x\\ 2A=k\pi; k\in\mathbb{Z} \\A=\mp \dfrac{\pi }{3}+2k'\pi; k'\in\mathbb{Z} \\\end{matrix}\right. \Rightarrow \left\{\begin{matrix}x=k\dfrac{\pi}{4}; k\in\mathbb{Z} \\x=\mp \dfrac{\pi }{6}+k'\pi; k'\in\mathbb{Z}\end{matrix}\right.

Posté par
Lucrus91
re : Equation sinus / cosinus 31-08-16 à 00:33

Merci Razes ! J'avais encore fait une faute d'inattention...

Posté par
Razes
re : Equation sinus / cosinus 31-08-16 à 09:22

Lucrus91 @ 31-08-2016 à 00:33

Merci Razes ! J'avais encore fait une faute d'inattention...
Oui, il y avait une erreur. Mais ta résolution était bonne et tu es  arrivé aux dernières équations qui devaient te permettre d'obtenir le résultat, mais c'est dommage l'erreur d'inattention mais mieux vaut ici que sur la copie.

Bonne continuation.



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