QCM : Périodes des fonctions trigonométriques (6 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Pour déterminer une période commune de f(x)=sin⁡(2x)+cos⁡(3x)f(x)=\sin(2x)+\cos(3x), quelle démarche faut-il suivre ?

Multiplier les périodes de chaque terme
Prendre le plus grand coefficient des arguments
Additionner les périodes de chaque terme
Calculer la période de chaque terme, puis prendre leur PPCM

Calculer la période de chaque terme, puis prendre leur PPCM

Explication

La méthode consiste à calculer d’abord la période de chacun des termes, puis à prendre leur PPCM. Additionner ou multiplier les périodes, ou comparer les coefficients, ne correspond pas à cette règle.

2. Quelle est la période de cos⁡3x+sin⁡x\cos 3x+\sin x en prenant le PPCM des périodes de ses termes ?

2π3\frac{2\pi}{3}
2π2\pi
π3\frac{\pi}{3}
4π23\frac{4\pi^2}{3}

$$2\pi$$

Explication

Les périodes des termes sont 2π3\frac{2\pi}{3} et 2π2\pi, et leur PPCM est 2π2\pi. 2π3\frac{2\pi}{3} ne retient que la période de cos⁡3x\cos 3x, tandis que le produit des périodes n’est pas le PPCM.

3. Quel est le rôle des formules de Simpson lorsqu’on étudie un produit de fonctions trigonométriques ?

Calculer directement la période du produit
Transformer une somme en produit trigonométrique
Remplacer les fonctions trigonométriques par des fonctions algébriques
Transformer le produit en une somme ou une différence trigonométrique

Transformer le produit en une somme ou une différence trigonométrique

Explication

Les formules de Simpson réécrivent un produit de fonctions trigonométriques comme une somme ou une différence de fonctions trigonométriques. La transformation d’une somme en produit inverse le rôle de ces formules, et elles ne calculent pas directement une période.

4. Après transformation de sin⁡xcos⁡2x\sin x\cos 2x en 12sin⁡3x−12sin⁡x\frac12\sin 3x-\frac12\sin x, quelle est la période de l’expression obtenue ?

2π2\pi
3π3\pi
2π3\frac{2\pi}{3}
8π3\frac{8\pi}{3}

$$2\pi$$

Explication

Les périodes de sin⁡3x\sin 3x et sin⁡x\sin x sont respectivement 2π3\frac{2\pi}{3} et 2π2\pi; leur PPCM est 2π2\pi. 2π3\frac{2\pi}{3} ne tient compte que du premier terme, tandis que la somme des périodes et la période 3π3\pi résultent de règles erronées.

5. Que désigne le PPCM utilisé pour déterminer la période d’une somme de fonctions trigonométriques ?

La somme des périodes individuelles des différents termes
La période du terme dont le coefficient est le plus grand
La plus grande période parmi celles des différents termes de la somme
La plus petite période commune aux différents termes de la somme

La plus petite période commune aux différents termes de la somme

Explication

Le PPCM des périodes individuelles fournit la plus petite période commune à tous les termes, donc une période de leur somme. La plus grande période individuelle ne suffit pas nécessairement à être une période commune aux autres termes.

6. Quelle transformation de sin⁡7xsin⁡3x\sin 7x\sin 3x est donnée par la formule de Simpson dans l’exemple étudié ?

12[cos⁡10x+cos⁡4x]\frac12[\cos 10x+\cos 4x]
12[cos⁡7x−cos⁡3x]\frac12[\cos 7x-\cos 3x]
12[cos⁡10x−cos⁡4x]\frac12[\cos 10x-\cos 4x]
12[sin⁡10x−sin⁡4x]\frac12[\sin 10x-\sin 4x]

$$\frac12[\cos 10x-\cos 4x]$$

Explication

La formule transforme le produit en 12[cos⁡(7x−3x)−cos⁡(7x+3x)]\frac12[\cos(7x-3x)-\cos(7x+3x)], soit 12[cos⁡4x−cos⁡10x]\frac12[\cos 4x-\cos 10x]. Une confusion plausible consiste à conserver le signe positif entre les cosinus, alors que le produit de deux sinus donne ici une différence.

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Comment déterminer la période d’une somme de fonctions trigonométriques ?

On calcule la période de chaque terme, puis on prend leur PPCM.

Que transforment les formules de Simpson, et en quoi ?

Un produit trigonométrique en somme ou différence de fonctions trigonométriques.

Quelle est la période de sin⁡(ax)\sin(ax) ou cos⁡(ax)\cos(ax) pour a≠0a\ne 0 ?

2π∣a∣\frac{2\pi}{|a|}

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