les équations trigonométriques


  • G

    Bonjour, j'ai un devoir maison de mathématiques à faire pour demain et je bloque sur deux exercices, voici le second:
    Résoudre les équations trigonométriques suivantes :

    1. pour tout x appartenant au réel sin(2x - pi/3)-sin((3x+pi/2) = 0
    2. pour tout x appartenant ]-pi;pi[ cos(x+ pi/4) = sin(3x)
      Remarque on pourra utiliser la propriété : 2x = teta[2pi] <-> x = (teta/2)[pi].

  • mtschoon

    @leo04 , bonjour,

    Je te mets des relations utiles,

    1. En transposant un terme d'un membre dans l'autre, tu obtiens une égalité de la forme sina=sinbsina=sinbsina=sinb

    sina=sinbsin a=sinbsina=sinb <=> a=b+2kπa=b+2k\pia=b+2kπ ou a=π−b+2kπa=\pi-b+2k\pia=πb+2kπ avec k∈Zk\in ZkZ

    Cela peut s'écrire :
    sina=sinbsin a=sinbsina=sinb <=> a=b [2π]a=b\ [2\pi]a=b [2π] ou a=π−b [2π]a=\pi-b\ [2\pi]a=πb [2π]

    Tu résous.

    1. Tu peux transformer cos en sin avec l'égalité cosa=sin(π2−a)cosa=sin(\frac{\pi}{2}-a)cosa=sin(2πa)

    Ensuite, tu utilises la même propriété qu'au 1. puis tu résous.

    Tiens nous au courant de tes avancées si tu as besoin.


  • mtschoon

    Bonjour,

    Pour vérification éventuelle,

    Sauf erreur, on trouve :

    1.  x=−5π6 [2π]\ x=\dfrac{-5\pi}{6}\ [2\pi] x=65π [2π] ou x=π6 [2π5]x=\dfrac{\pi}{6}\ [\dfrac{2\pi}{5}]x=6π [52π]

    2. Après avoir transformer l'équation en
      sin(π4−x)=sin3xsin(\dfrac{\pi}{4}-x)=sin3xsin(4πx)=sin3x

     x=π16 [π2]\ x=\dfrac{\pi}{16}\ [\dfrac{\pi}{2}] x=16π [2π] ou x=3π8 [π]x=\dfrac{3\pi}{8}\ [\pi]x=83π [π]

    Restreindre les solutions à ]−π,π[]-\pi,\pi[]π,π[

    A vérifier, bien sûr.


  • G

    Bonjour je viens de m'y remettre avec mon cours à côté mais c'est un chapitre avec lequel j'ai beaucoup de mal, je bloque toujours...


  • mtschoon

    @leo04 Re-bonjour,

    Je te détaille les calculs de la question 1), mais bien sûr, il faut maîtriser le cours pour comprendre.
    Si ça peut t'aider, je te mets un schéma
    trigo.jpg
    Sur le cercle trigonométrique, les angles (OA→,OM→)(\overrightarrow{OA},\overrightarrow{OM})(OA,OM) et (OA→,OM′→)(\overrightarrow{OA},\overrightarrow{OM'})(OA,OM) sont les angles ayant pour sinus la mesure algébrique OH‾\overline{OH}OH
    C'est angles sont supplémentaires : à 2π2\pi2π près, l'un vaut aaa, l'autre vaut π−a\pi-aπa

    Lorsque deux angles ont même sinus, ils sont soit égaux soit supplémentaires.

    sina=sinbsina=sinbsina=sinb <=> a=b+2kπa=b+2k\pia=b+2kπ ou a=π−b+2kπa=\pi-b+2k\pia=πb+2kπ avec k∈Zk\in ZkZ


  • G

    Merci mais comment résoudre ensuite ?


  • mtschoon

    Dans la question 1)
    a=2x−π3a=2x-\dfrac{\pi}{3}a=2x3π et b=3x+π2b=3x+\dfrac{\pi}{2}b=3x+2π

    1er cas : a=b+2kπa=b+2k\pia=b+2kπ
    2x−π3=3x+π2+2kπ2x-\dfrac{\pi}{3}=3x+\dfrac{\pi}{2}+2k\pi2x3π=3x+2π+2kπ
    En transposant
    2x−3x=π3+π2+2kπ2x-3x=\dfrac{\pi}{3}+\dfrac{\pi}{2}+2k\pi2x3x=3π+2π+2kπ
    Après calculs
    −x=5π6+2kπ-x=\dfrac{5\pi}{6}+2k\pix=65π+2kπ
    En multipliant par -1
    x=−5π6−2kπx=\dfrac{-5\pi}{6}-2k\pix=65π2kπ
    Vu que k est un entier quelconque (positif ou négatif), on peut écrire
    x=−5π6+2kπ\boxed{x=\dfrac{-5\pi}{6}+2k\pi}x=65π+2kπ

    2ème cas : a=π−b+2kπa=\pi-b+2k\pia=πb+2kπ
    2x−π3=π−(3x+π2)+2kπ2x-\dfrac{\pi}{3}=\pi-(3x+\dfrac{\pi}{2})+2k\pi2x3π=π(3x+2π)+2kπ
    2x−π3=π−3x−π2−2kπ2x-\dfrac{\pi}{3}=\pi-3x-\dfrac{\pi}{2}-2k\pi2x3π=π3x2π2kπ
    En transposant
    2x+3x=π−π2+π3+2kπ2x+3x=\pi-\dfrac{\pi}{2}+\dfrac{\pi}{3}+2k\pi2x+3x=π2π+3π+2kπ
    Après calculs
    5x=5π6+2kπ5x=\dfrac{5\pi}{6}+2k\pi5x=65π+2kπ
    En divisant par 5
    x=π6+2kπ5\boxed{x=\dfrac{\pi}{6}+\dfrac{2k\pi}{5}}x=6π+52kπ

    Lorsque tu auras compris, essaie de faire la question 2) avec les pistes indiquées et reposte si besoin


  • G

    ok j'ai tout compris merci.
    Je tente et vous recontacte d'ici 10mn.


  • G

    Sachant que cosx = sin(pi/2-x) alors cos(x+pi/4) = sin(pi/2-x-pi/4) est-ce bien cela ?


  • G

    si oui comment faire la suite ?


  • mtschoon

    @leo04 ,

    Ce que tu as écrit est exact.
    Vu que π2−π4=π4\dfrac{\pi}{2}-\dfrac{\pi}{4}=\dfrac{\pi}{4}2π4π=4π , l'équation se ramène à :
    sin(π4−x)=sin(3x)\boxed{sin(\dfrac{\pi}{4}-x)=sin(3x)}sin(4πx)=sin(3x)

    Tu appliques la méthode vu : sina=sinb <=>....
    Tu fais les deux cas.
    Tu obtiendras toutes les solutions réelles et il faudra ensuite restreindre à ]−π,π[]-\pi,\pi[]π,π[


  • G

    j'ai trouvé c'est bon ! j'obtiens maintenant pi/16


  • mtschoon

    @leo04
    Oui, dans le premier cas x=π16+kπ2x=\dfrac{\pi}{16}+\dfrac{k\pi}{2}x=16π+2kπ


  • G

    et le deuxième 3pi/8 + kpi, c'est bon ?


  • G

    les solutions dans l'intervalle sont donc pi/16 + 2pi/2 et pi/16 + 4pi/2 et 3pi/8 +pi et 3pi/8 +2pi ?


  • mtschoon

    Vérifie tranquillement les valeurs de k.
    Elles ne sont pas toutes bonnes.


  • mtschoon

    @leo04,

    Oui, pour le second cas, tu dois trouver x=3π8+kπx=\dfrac{3\pi}{8}+k\pix=83π+kπ


  • G

    oui j'avais compris cela mais je ne vois pas lesquelles sont fausses


  • mtschoon

    @leo04 ,

    Pour être dans ]−π,π[]-\pi,\pi[]π,π[,
    sauf erreur,
    dans le 1er cas, k prend les valeurs 0 , 1, -1 -2
    dans le 2ème cas, k prend les valeurs 0 , -1

    Vérifie en faisant les calculs


  • G

    je viens de refaire, effectivement.
    Merci enormement


  • mtschoon

    De rien @leo04 😉

    Ce n'est pas simple lorsqu'on a des absences pour raison de santé.
    Alors, bon courage pour rattraper ton retard et reposte si tu as besoin.


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