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Niveau Maths sup
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trigonometrie prépération a PCSI

Posté par
phix
18-07-10 à 15:55

bonjour, je vais bientot entrer en prepa PCSI, et jai ppar consequent des exercices a faire pendant les vacances, mais malheureusement je n'ai pas le corrigé, et je bloque sur quelques questions...
  
  1:Etant donnés deux réels a et b tels que a²+b²=1, montrer que dans l'intervalle ]-pi;pi] il existe un unique reel tel que a=cos et b=sin (il s'agit de demontrer l'existence et lunicité de .
sur cette question je n'ai aucune idée de comment faire...

2:resoudre dans R : sin (2x-/3)=sin(3x+/2) , j'ai essayé  en utilisant les formules d'addition et j'arrivai a : 0,5sin2x - 3/2*cos2x=cos3x et la je bloque...

3:ecrire (2(1-cosx)) sans radical pour x dans [-pi;O]


Merci beaucoup de votre aide!

Posté par
hedgefunder
re : trigonometrie prépération a PCSI 18-07-10 à 16:09

Salut

pour la 1

essaye peut etre par l'absurde

pour la 2

sin(2x-/3)= sin(3x+/2) 2x-/3=3x+/2 mod[] non?

pour la 3 il ne manque pas un carré quelquepart?

Posté par
hedgefunder
re : trigonometrie prépération a PCSI 18-07-10 à 16:15

pour la 1

l'absurde c'est pour l'unicité

Posté par
olive_68
re : trigonometrie prépération a PCSI 18-07-10 à 16:35

Salut,

J'ai pas bien compris pour la 1 peut-être mais en gros on demande de montrer que l'équation 3$\cos^2(\theta) + \sin^2(\theta) \, = \, 1 a une unique solution dans 3$]-\pi,\pi] ? Parce que c'est vrai tout le temps ..

La bon énoncé n'est pas a,b tel que 3$a+b = 1 etc .. ?

Posté par
olive_68
re : trigonometrie prépération a PCSI 18-07-10 à 16:36

Lol ok c bon j'ai rien dis .. faut que j'arrête l'île aujourd'hui ( raconte que des bêtises )

je réfléchis au problème

Posté par
olive_68
re : trigonometrie prépération a PCSI 18-07-10 à 16:37

(Et pour la 3, sa formule est juste, mais on ne pense pas souvent à cette relation, je te laisse chercher hedge ou je l'a donne ?)

Posté par
LeFou
re : trigonometrie prépération a PCSI 18-07-10 à 17:02

Salut à tous,

Pour la 2) hedgefunder a oublié une partie de la réponse.

Pour la 1) je vois pas de soucis particulier.

Pour la 3), il faut connaître sa trigo^^

Posté par
hedgefunder
re : trigonometrie prépération a PCSI 18-07-10 à 22:17

Oui avec ce formulaire de trigo cela va tres vite...

c'est cailloux qui me l'avait donné l'an dernier je m'étais dit que j'allais l'apprendre avant d'entrer en prépa...

[url]
http://pagesperso-orange.fr/gilles.costantini/Lycee_fichiers/CoursT_fichiers/formtrig.pdf[/url]

il y a aussi la solution à la question deux!

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 18-07-10 à 22:22

Bonjour,

Pour la 1) je suggère : a²+b²=1 donc a[-1;1]  -> théorème des valeurs intermédiaire, il existe t tel que cos(t)=a
A ce moment là b²=1-cos²(t), donc clairement b²=sin²(t) puis on conclue en fonction du signe de b.

2)Hedgefunder : le sinus est de période pi ?
Et effectivement même en rectifiant 2Pi, il manque un morceau.

3)Il faut effectivement connaître sa trigo -> indice : angle moitié.  

Posté par
hedgefunder
re : trigonometrie prépération a PCSI 18-07-10 à 23:54

effectivement il manque le -(3x........)

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:04

je ne vois toujours pas pour la 1 et 3...expliquer moi silvous plait!

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:07

Bonjour Phix,

La 1. mon explication n'est pas assez détaillée ? (post du 18-07-10 à 22:22)
La 3. utilise l'angle moitié : cos(2x)=cos²(x)-sin²(x).
Je te donnerai une autre indication si cela ne suffit pas

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:15

pour la 1, je ne vois pas comment conclure sur l'unicité... et conclure en generale...
pour la 2 je dtrouve x=-5pi/6 ? cest bon?

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:16

a vrai dire pour la 1, ce wue je n'ai pas c'est la ethode, j'aimerai avoir un exemple claire d'une demonstration telle que celle quon me demande de realiser, je ne voit pas comment proceder... merci!

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:19

Pour la 3: je ne comprend pas la question "sans radical" je ne sais meme pas ce que je doit faire car je ne comprend pas la question... merci beaucoup

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:21

Pour la 1. Démo complète :

a²+b²=1 donc a[-1;1]  -> théorème des valeurs intermédiaire, il existe un unique t  dans [0;pi] tel que cos(t)=a (monotonie du cosinus sur cet intervalle)
A ce moment là b²=1-cos²(t), donc clairement b²=sin²(t).
Si b et sin(t) ont mêmes signes alors b=sin(t) et c'est la seule solution.
Sinon b=sin(-t) et alors a=cos(-t). -t est alors la seule solution.

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:24

Pour la 2. :

Citation :
resoudre dans R


Il doit donc te manquer une petite infinité de solution. Après il est simple de vérifier si celle là en est une, tu peux le faire.

Pour la 3. :

Sans radical signifie sans racine. On veut que tu simplifies cette expression (avec la condition x dans [-pi 0], soit sin(x)<0)

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:32

merci pour la 1!
pour la 3,pourquoi vous m'avez proposé d'utiliser cos(2x)=cos²(x)-sin²(x) ?

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:34

Pour se débarrasser du radical

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:35

mais je n'ai que cos(x) dans mon expression....

Posté par
LeFou
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:40

Bonjour, fais un petit changement de variable ( c'est-à-dire applique la formule à autre chose que 2x ). Pour te débarrasser du radical.

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 18:47

je suis désolé..je ne vois vraiment pas, mes changement de variable ne changent rien a la racine...

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:07

et si on disait que x=t/2 ? Peut être que ma formule donnerait quelque chose (peut être)

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:08

Euh dans ton cas plutôt x=2t pardon ^^

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:14

j'arrive a 2sin(t) c'est bon?

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:16

attention, dans l'intervalle donné (et je l'ai précisé plus haut) sin(x)<0 donc
racine(sin²(x))=-sin(x)

De plus il est plus élégant de donner la réponse selon les données de l'énoncé, t n'en est pas une.

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:17

alors: -2sin(x/2)

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:19

Voilà

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:22

merciiiii

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:23

Pour la 2. c'est bon ?

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:39

j'ai remplacé x par ce que j'ai trouvé et des deux cotés de l'equation je trouve egale a 0 donc je pense que c'est une solution!

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:42

Nous sommes d'accord pour dire que c'est une solution, mais tu comprend bien qu'il ne s'agit pas de la seule ?

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:46

oui ca je l'ai compris, mais cela suffit pour repondre a la question non?

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:49

Citation :
resoudre dans R


Cela signifie bien : "trouver toutes les solutions réelles" non ?

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:50

Sinon on aurait dit résoudre dans [-pi;pi] (et là encore il en manquerait d'ailleurs)

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:54

alors comment faire pour toutes les trouver?

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 19:57

hedgefunder était parti pour te le détailler, mais s'est arrêté en cours de route.

Rappel de 1ere S :

sin(a)=sin(b) <=>  a=b[2pi] ou a=pi-b[2pi]

Cela te rappelle-t-il quelque chose ?

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 20:00

je trouve x=pi/6 et x=-5pi/6

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 20:02

Pourquoi ne conserves-tu pas les modulo ? Ils ne sont pas là pour rien, il faut les conserver jusqu'au bout, et les utiliser comme il faut. Il te manques encore des solutions ! (même si tu te restreint à [-pi;pi])

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 20:10

si cela ne vous derange pas, j'ai une question a la suite de la 1:
soit a et b deux reels non nuls.on definit f()=acos()+bsin() pour dans R et on pose A=(a²+b²)
A l'aide de la question 1, montrer qu'on peut trouver dans R tel que f()=Acos(+) pour tout reel .

moi je pense que f()=1 car a=cos() et b=sin()
cos()*cos()+sin()*sin()
cos²()+sin²()
1

et et a²+b²=1 donc A=1    , donc A=1

ensuite on a f()=Acos(+) mais aussi =1 et A=1
donc: f()=1cos(+)=1
cos(+)=1
+=0
=-

suis je sur la bonne voie pour resoudre mon exercice??

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 20:12

mais comment trouver les solutions restantes (pour le 2)?

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 21:25

Citation :
mais comment trouver les solutions restantes (pour le 2)?


5x=a[2pi] => x=a/5[2Pi/5]

Citation :
moi je pense que f(theta)=1 car a=cos(theta) et b=sin(theta)


Pourquoi cela ? (je comprend ce que tu as voulu faire, mais cela est faux. J'aimerais que tu comprennes ton erreur et la trouve seul(e). Pour cela faisons preuve d'un peu de rigueur, et on va voir comment tu justifie chaque chose que tu as écrite, ainsi dès que ta justification sera "euh", tu auras trouvé ton erreur )

Donc pour commencer, première étape de ton raisonnement, qu'est ce qui te permet d'écrire comme tu l'as fait : a=cos(theta) et b=sin(theta) ?

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 21:28

et bien cela vient de la question 1 , pour moi c'était un acquis...

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 21:30

et je ne comprend pas pour le 2. Je crois que je n'ai jamais appris comment trouver toute les solution de ce type d'équation...pouvez vous m'éclairer?

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 21:31

Question 1 :

Citation :
Etant donnés deux réels a et b tels que a²+b²=1

Ici :
Citation :
soit a et b deux reels non nuls


Je ne pense pas que ça soit les mêmes. (euphémisme : ce ne sont pas les mêmes !). Fais toujours bien attention à ce que représente les lettres utilisés.
Ici on ne te donne pas la condition a²+b²=1 (tu vas comprendre pour quoi juste après, la question 1 va effectivement servir mais plus tard), donc tu ne peux pas "utiliser" la question telle quelle. Mais c'est l'idée, ci après.

Donc, une autre idée pour démarrer ?

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 21:34

ben a vrai dire pas trop d'idées... ou en tout cas elles ne menent a rien!

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 21:40

Citation :
et je ne comprend pas pour le 2. Je crois que je n'ai jamais appris comment trouver toute les solution de ce type d'équation...pouvez vous m'éclairer?


Bien sûr

Tu as la relation sin(pi-x)=sin(x), peut être t'en souviens tu.
Dès lors, si sin(a)=sin(b)   (ce ne sont pas les mêmes a et b qu'à ta question 1 hein, c'est juste pour donner des noms )
alors soit a=b, soit a=pi-b. Seulement le sinus est 2pi périodique, donc on rajoute modulo 2pi
On obtient sin(a)=sin(b) <=> a=b[2pi] OU a=pi-b[2pi]  (la justification du fait que ce sont bien les seuls cas, je pourrais te la faire en complément quand tout le reste sera bien acquis, car cela empiète un peu sur ton programme de PCSI)

Maintenant dans ton cas, la première possibilité se ramène à x=-5pi/6 [2pi], pas de problème, les solutions dans R sont donc -5pi/6, 7pi/6, ... etc
(la présentation du résultat sous la forme "x=-5pi/6 [2pi]" est celle demandée, je détaille simplement pour que tu comprennes bien)

L'autre possibilité aboutit à : 5x=5pi/6 [2pi]
Et là problème : il faudrait diviser. Pour cela, revenons à la définition du modulo.
5x=5pi/6 [2pi] signifie : 5x=5pi/6 + k*2pi  avec k
Lorsque tu divises par 5, cela donne : x=pi/6 + k*2pi/5 ! C'est à dire : x=pi/6 [2Pi/5]
et voilà toutes tes solutions !
Pi/6 ; 17Pi/30 ; 29Pi/30 ; etc.

Tu comprends mieux ?

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 21:42

Citation :
ben a vrai dire pas trop d'idées...


Réfléchissons. Il faut s'aider de la question 1, ce serait donc bien de trouver un a' et un b' tel que a'²+b'²=1 , on pourrait alors utiliser la question 1 !
Ouais mais, dans l'énoncé ils m'ont dit A=(a²+b²). Alors moi je me dis, tiens peut être qu'il y a quelque chose à voir ...

Posté par
phix
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 22:10

merci beaucoup pour l'explication du 2! je suis vraiment contente d'avoir compris ca avant d'entrée en prépa! merci merci
Pour [quote]
un a' et un b' tel que a'²+b'²=1 , on pourrait alors utiliser la question 1 , je vais y reflechir, mais la il est temps pour moi d'aller dormir, mais demain matin je m'y remet! merci beaucoup en tout cas

Posté par
Noflah
re : trigonometrie prépération a PCSI 19-07-10 à 22:11

De rien, et à demain

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