Math Problem Statement

Peux tu me générer des exercices de maths corrigés sur la trigonométrie du style: cos(x)+√3•sin(x)=1

Solution

Bien sûr ! Voici quelques exercices de trigonométrie corrigés, basés sur l'équation que tu as donnée, du style cos(x)+3sin(x)=1\cos(x) + \sqrt{3} \sin(x) = 1.

Exercice 1 : Résolution de l'équation trigonométrique

Équation :
cos(x)+3sin(x)=1\cos(x) + \sqrt{3} \sin(x) = 1

Correction :

  1. Réécrire l'équation sous une forme plus utile :
    L'idée est de factoriser l'expression en utilisant une combinaison linéaire de sinus et de cosinus. Nous pouvons écrire cette équation sous la forme Rcos(xα)R \cos(x - \alpha) avec RR et α\alpha à déterminer. Pour cela, il faut utiliser la formule trigonométrique de l'addition de l'angle : Rcos(xα)=R(cos(x)cos(α)+sin(x)sin(α))R \cos(x - \alpha) = R (\cos(x) \cos(\alpha) + \sin(x) \sin(\alpha))

  2. Identifier RR et α\alpha :
    Comparons les coefficients :

    • Rcos(α)=1R \cos(\alpha) = 1
    • Rsin(α)=3R \sin(\alpha) = \sqrt{3}

    Il en résulte : R=12+(3)2=4=2R = \sqrt{1^2 + (\sqrt{3})^2} = \sqrt{4} = 2 tan(α)=31=3α=π3\tan(\alpha) = \frac{\sqrt{3}}{1} = \sqrt{3} \quad \Rightarrow \quad \alpha = \frac{\pi}{3}

    L'équation devient donc : 2cos(xπ3)=12 \cos(x - \frac{\pi}{3}) = 1

  3. Résoudre l'équation obtenue : cos(xπ3)=12\cos(x - \frac{\pi}{3}) = \frac{1}{2} On sait que cos(π3)=12\cos(\frac{\pi}{3}) = \frac{1}{2}, donc : xπ3=±π3+2kπ(avec kZ)x - \frac{\pi}{3} = \pm \frac{\pi}{3} + 2k\pi \quad \text{(avec } k \in \mathbb{Z})

  4. Solutions finales : x=π3+2kπoux=π3+2kπx = \frac{\pi}{3} + 2k\pi \quad \text{ou} \quad x = -\frac{\pi}{3} + 2k\pi

Exercice 2 : Résolution d'une équation trigonométrique avec une constante

Équation : 2cos(x)sin(x)=02 \cos(x) - \sin(x) = 0

Correction :

  1. Réécrire l'équation : 2cos(x)=sin(x)2 \cos(x) = \sin(x)

  2. Diviser par cos(x)\cos(x) (en supposant que cos(x)0\cos(x) \neq 0) : 2=tan(x)2 = \tan(x)

  3. Résoudre tan(x)=2\tan(x) = 2 : x=arctan(2)+kπ(avec kZ)x = \arctan(2) + k\pi \quad \text{(avec } k \in \mathbb{Z})

Exercice 3 : Résolution d'une équation trigonométrique complexe

Équation : cos(x)+2sin(x)=0\cos(x) + 2 \sin(x) = 0

Correction :

  1. Réécrire l'équation : cos(x)=2sin(x)\cos(x) = -2 \sin(x)

  2. Diviser par cos(x)\cos(x) (en supposant que cos(x)0\cos(x) \neq 0) : 1=2tan(x)1 = -2 \tan(x)

  3. Résoudre tan(x)=12\tan(x) = -\frac{1}{2} : x=arctan(12)+kπ(avec kZ)x = \arctan\left(-\frac{1}{2}\right) + k\pi \quad \text{(avec } k \in \mathbb{Z})


Questions supplémentaires pour aller plus loin :

  1. Comment vérifier que les solutions trouvées sont correctes ?
  2. Quelle est la différence entre les solutions générales et les solutions particulières d'une équation trigonométrique ?
  3. Peut-on résoudre une équation trigonométrique du type acos(x)+bsin(x)=ca \cos(x) + b \sin(x) = c sans passer par la méthode de factorisation ?
  4. Quelles sont les solutions d'une équation trigonométrique avec une condition supplémentaire, comme x[0,2π]x \in [0, 2\pi] ?
  5. Comment utiliser les identités trigonométriques pour simplifier des expressions complexes avant de résoudre une équation trigonométrique ?

Astuce :
Lorsque tu rencontres une équation trigonométrique, essaie de réécrire les termes sous une forme plus simple, comme une combinaison de sinus et cosinus, pour faciliter la résolution.

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Math Problem Analysis

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Trigonometry
Equations
Cosine
Sine
Algebraic Manipulation

Formulas

R cos(x - α) = R (cos(x) cos(α) + sin(x) sin(α))
tan(α) = sin(α) / cos(α)
cos(x) = 1/2

Theorems

Trigonometric Addition Formula
Pythagorean Theorem
Solution of Trigonometric Equations

Suitable Grade Level

Grades 10-12