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Trigonométrie: Etablir un tableau de signe

Posté par
Georges15
19-01-13 à 23:17

Déterminer le tableau de signe de cos(3x) sur [-pi/2 ; 0]

Bonjour, voilà ou j'en suis:
x  -pi/2          0
3x          
cos(3x)

Je ne sais pas comment le compléter et je veux surtout qu'on m'explique comment le compléter s'il vous plait.
Je ne veux pas aucun cas les réponses sans explications.

Posté par
homeya
re : Trigonométrie: Etablir un tableau de signe 19-01-13 à 23:32

Bonsoir,

Le tableau des signes se construit en deux étapes. La première consiste à chercher dans [-/2;0] les valeurs qui annulent cos(3x). Pour ce faire, on résout l'équation cos(3x) = 0:
cos(3x) = 0
cos(3x) = cos(/2)
3x = /2 + k2 ou 3x = -/2 + k2, k
x = /6 + k2/3 ou x = -/6 + k2/3
En donnant à k les bonnes valeurs (...,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,...) on trouvera toutes les solutions de cos(3x) = 0 appartenant à [-/2;0].

Cordialement.

Posté par
Georges15
re : Trigonométrie: Etablir un tableau de signe 19-01-13 à 23:42

Pourrais tu m'indiquer comme trouver les résulats ligne par ligne?
Je ne vois pas trop d'ou sort l'équation cos(3x)=0, d'ou sort le 0?
Comment sais tu que Cos(3x)=cos(pi/2)?
Comment sais tu que 3x= pi/2 + k2pi ou 3x=-pi/2+k2pi, k appartient à Z? A quoi correspond k?
Et idem pour x?

Posté par
homeya
re : Trigonométrie: Etablir un tableau de signe 20-01-13 à 00:10

On cherche à établir le tableau des signes de cos(3x) sur [-/2;0] c'est-à-dire que l'on cherche à connaitre les intervalles où cette expression est positive et ceux où elle est négative. Or, l'expression passera obligatoirement par zéro à chaque fois qu'elle changera de signe. Par conséquent, on cherche à résoudre cos(3x) = 0 pour obtenir les valeurs de x qui annule cos(3x).
Ensuite, il y a un théorème qui affirme que: cos(a) = cos(b) est équivalent à dire que a = b + k2 ou a = -b + k2, k prenant toutes les valeurs entières positives et négatives (on traduit ceci en écrivant k ). Le facteur 2 apres k ne vient pas par hasard: il traduit le fait que l'on trouve une nouvelle solution dès que l'on fait un tour du cercle trigonométrique. Le signe moins devant le second b n'est pas là non plus par hasard: il traduit la propriété cos(-x) = cos(x).
Si on en revient à nos moutons, c'est-à-dire cos(3x) = 0, on va donc écrire:
cos(3x) = 0
cos(3x) = cos(/2) puisque cos(/2) = 0 (cela se voit sur le cercle trigonométrique)
3x = /2 + k2 ou 3x = -/2 + k2, k en appliquant notre théorème
x = /6 + k2/3 ou x = -/6 + k2/3
Si on considère la première expression x = /6 + k2/3:
Pour k = -2: x = -7/6 : on ne garde par cette valeur car elle n'appartient pas à [-/2;0]
Pour k = -1: x = -/2: on garde cette valeur
Pour k = 0: x = /6: on ne garde pas cette valeur
Donc pour x = /6 + k2/3, la seule solution qui nous intéresse est x = -/2.
Pourrais-tu faire le même raisonnement pour x = -/6 + k2/3 ?

Posté par
Georges15
re : Trigonométrie: Etablir un tableau de signe 20-01-13 à 00:21

Pourrais tu m'indiquer quelles lignes as tu compléter en faisant outs tes calculs?
Je comprends un peu mieux mais ce n'est pas encore ça; je comprends jusqu'à k appartient à Z en appliqquant le théorème, après je ne vois pas d'ou sort le x=pi/6?

J'essaie quand même:
x=-pi/6+k2pi/3:
Pour k= -2: x= 7pi/6: on ne garde pas cette valeur
Pour k= -1: x=pi/2: on garde cette valeur
Pour k= 0: x=-pi/6: on ne garde pas cette valeur
Le seule solution qui nous intéresse est x = pi/2
Est-ce bon? Et pourquoi on prend que les valeur -2, -1 et 0?

Posté par
homeya
re : Trigonométrie: Etablir un tableau de signe 20-01-13 à 00:37

On passe de la ligne 3x = /2 + k2 à la ligne x = /6 + k2/3 en divisant les deux membres par 3 (c'est ce qui fait apparaitre /6).
Ensuite, concernant ton calcul pour x = -/6 + k2/3:
Pour k = -2: je trouve x = -9/6 = -3/2 qui n'est pas à garder (car -3/2 [-/2;0])
Pour k = -1: -5/6 qui n'est pas à garder (car -5/6 [-/2;0])
Pour k = 0: effectivement x = -/6 qui est à garder (car -/6 [-/2;0])
Pour k = 1: x = /2 qui n'est pas à garder.
Au final, on a donc deux valeurs de x qui annulent cos(3x) sur [-/2;0]: x = -/2 et x = -/6. Ce sont ces deux valeurs qu'il faut placer dans le tableau des signes.
La seconde étape va maintenant être de déterminer le signe de cos(3x) sur les intervalles, à savoir [-/2;-/6] et [-/6;0]. Pour cela, il suffit de calculer, à l'aide de la calculatrice, cos(3x) pour le milieu de chacun de ces intervalles.

Posté par
Georges15
re : Trigonométrie: Etablir un tableau de signe 20-01-13 à 00:47

Merci de ton aide, je commence à y voir un peu plus clair même si c'est pas encore ça !
Pourrais tu me dire qu'elle ligne avons nous compléter là? Peux tu me faire le tableau que je vois mieux ce que sa donne?
Pourquoi as tu pris pour x -2,-1, 0, 1? Et tu n'as pas continué? Comment as tu fais tes calculs?

Comment calcules t'ont le milieux des intervalles? Et que faire après? Qu'elle sera la dernière étape?

Posté par
homeya
re : Trigonométrie: Etablir un tableau de signe 20-01-13 à 01:06

Pour répondre à tes questions:
a) nous avons complété la première ligne (celle des "x")
b) le tableau est:

x           | -/2                       -/6                      0 |
----------------------------------------------------------------
cos(3x) |       0             -              0               +          |
----------------------------------------------------------------
c) en prenant k = 2 (puis 3, 4, etc.), on trouve des valeurs de x plus grandes que x = /2 (obtenue pour k = 1) qui déjà ne convenait plus (il est donc inutile de continuer au-delà de k = 1)
d) Les calculs se font en remplaçant k par -2, -1, etc. et en effectuant les simplifications habituelles (mise au même dénominateur notamment)
e) le milieu de [-/2;-/6] sera (-/2-/6)/2 = -/3. La calculatrice donne cos[3(-/3)] = -1 donc le signe sera négatif sur cet intervalle.
f) la dernière étape est de calculer cos(3x) pour le milieu de [-/6;0] et d'en déduire le signe sur ce second intervalle.

Posté par
Georges15
re : Trigonométrie: Etablir un tableau de signe 20-01-13 à 01:11

Et comment fais t'on pour calculer la ligne 3x?
Pourquoi le milieu c'est pas -pi/4?
Je croyais qu'il fallait commencer par la ligne des 3x?
Merci pour le reste !

Posté par
homeya
re : Trigonométrie: Etablir un tableau de signe 20-01-13 à 01:25

La ligne "3x" n'apporte pas grand chose ici puisque x < 0 sur [-/2;0] et donc 3x < 0 également. Le milieu de [a;b] est (a+b)/2 donc celui de [-/2;-/6] est (-/2-/6)/2 soit -/3 en faisant le calcul (malheureusement ce n'est pas parce que -4 est le milieu de [-6;-2] que -/4 est le milieu de [-/2;-/6]; mais on pourrait peut être proposer la modification pour la prochaine réforme des programmes ).
Bonne nuit



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