QCM : Trigonométrie dans le plan (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Sur le cercle trigonométrique, quelle information distingue un angle orienté entre deux vecteurs u⃗\vec u et v⃗\vec v ?

Le sens direct ou indirect du passage de u⃗\vec u à v⃗\vec v
La position du premier vecteur dans le repère orthonormé
La longueur de l’arc comprise entre les extrémités des vecteurs
La mesure en degrés de l’angle géométrique formé par les vecteurs

Le sens direct ou indirect du passage de $$\vec u$$ à $$\vec v$$

Explication

Un angle orienté, noté (u⃗,v⃗)(\vec u,\vec v), tient compte du sens direct ou indirect sur le cercle. La longueur d’arc et la mesure en degrés ne définissent pas cette distinction, et l’ordre des vecteurs ne doit pas être omis.

2. Dans quel cadre géométrique le chapitre sur le cercle trigonométrique situe-t-il son étude ?

Sur une droite numérique munie d’une origine et d’une unité
Dans l’espace muni d’un repère orthonormé (O;I,J,K)(O;I,J,K)
Dans le plan muni d’un repère orthonormé (O;I,J)(O;I,J)
Dans le plan muni d’un repère oblique (O;I,J)(O;I,J)

Dans le plan muni d’un repère orthonormé $$(O;I,J)$$

Explication

Le cadre annoncé est le plan muni du repère orthonormé (O;I,J)(O;I,J). La droite numérique, un repère oblique et un repère de l’espace correspondent à des cadres différents.

3. Sur le cercle trigonométrique, quelle propriété géométrique caractérise un angle mesuré en un radian ?

Il intercepte un arc dont la longueur est égale au diamètre
Il intercepte un arc de longueur égale à une unité
Il correspond à un tour complet du cercle trigonométrique
Il intercepte un arc dont la longueur est égale au rayon

Il intercepte un arc de longueur égale à une unité

Explication

Un radian est la mesure d’un angle au centre qui intercepte un arc de longueur 11 sur le cercle trigonométrique. Le rayon, un tour complet et le diamètre ne sont pas la longueur d’arc définissant cette mesure.

4. Pour convertir 135°135° en radians, quelle mesure obtient-on en utilisant 180°=π rad180°=\pi\text{ rad} ?

4π3 rad\frac{4\pi}{3}\text{ rad}
3π2 rad\frac{3\pi}{2}\text{ rad}
3π4 rad\frac{3\pi}{4}\text{ rad}
π4 rad\frac{\pi}{4}\text{ rad}

$$\frac{3\pi}{4}\text{ rad}$$

Explication

La proportion donne 135×π180=3π4 rad135\times\frac{\pi}{180}=\frac{3\pi}{4}\text{ rad}. 4π3\frac{4\pi}{3} inverse le rapport, 3π2\frac{3\pi}{2} utilise un tour complet comme équivalence à π\pi, et π4\frac{\pi}{4} omet le facteur 33.

5. Deux réels x=5π6x=\frac{5\pi}{6} et x′=29π6x'=\frac{29\pi}{6} sont-ils associés au même point image sur le cercle trigonométrique ?

Non, car leur différence vaut 4π4\pi, qui n’est pas un multiple de 2π2\pi.
Oui, car leur différence vaut 4π4\pi, un multiple de 2π2\pi.
Non, car les deux mesures sont différentes.
Oui, car leur somme vaut 17π3\frac{17\pi}{3}, un multiple de 2π2\pi.

Oui, car leur différence vaut $$4\pi$$, un multiple de $$2\pi$$.

Explication

Deux réels ont le même point image si et seulement si leur différence est un multiple de 2π2\pi ; ici, x′−x=29π6−5π6=4π=2×2πx'-x=\frac{29\pi}{6}-\frac{5\pi}{6}=4\pi=2\times2\pi. La confusion avec un multiple de π\pi néglige le facteur 2, la somme ne détermine pas le point image et l’égalité des mesures n’est pas nécessaire.

6. À chaque réel xx associé par l’enroulement de la droite numérique au cercle trigonométrique correspond combien de points images ?

Une infinité de points du cercle trigonométrique.
Un unique point du cercle trigonométrique.
Deux points du cercle trigonométrique, selon le sens choisi.
Un point différent pour chaque tour complet effectué.

Un unique point du cercle trigonométrique.

Explication

Chaque réel est associé à un unique point image sur le cercle trigonométrique. L’infinité concerne les réels pouvant correspondre à un même point, tandis que les sens d’enroulement ne donnent pas plusieurs images pour un réel donné.

7. Un angle orienté est représenté par la mesure 7π4\frac{7\pi}{4}. Quelle est sa mesure principale ?

−π4-\frac{\pi}{4}
3π4\frac{3\pi}{4}
π4\frac{\pi}{4}
7π4\frac{7\pi}{4}

$$-\frac{\pi}{4}$$

Explication

La mesure principale est l’unique mesure de l’angle appartenant à ]−π;π]]-\pi;\pi] ; soustraire un tour complet donne 7π4−2π=−π4\frac{7\pi}{4}-2\pi=-\frac{\pi}{4}. Garder 7π4\frac{7\pi}{4} ne respecte pas l’intervalle, et les deux autres valeurs ne sont pas congruentes à la mesure initiale modulo 2π2\pi.

8. Sur le cercle trigonométrique, le réel xx repère le point MM. Quelles grandeurs représentent cos⁡(x)\cos(x) et sin⁡(x)\sin(x) ?

L’ordonnée puis l’abscisse de MM
Les coordonnées de MM
Les coordonnées du point opposé à MM
Les distances de MM aux deux axes

Les coordonnées de $$M$$

Explication

Le cosinus et le sinus de xx sont respectivement l’abscisse et l’ordonnée du point image MM. Les distances aux axes ne donnent pas les signes des coordonnées, et le point opposé a des coordonnées opposées.

9. Un point du cercle trigonométrique a pour abscisse 35\frac{3}{5}. Quelle est la valeur de sin⁡2(x)\sin^2(x) pour l’angle xx qui repère ce point ?

25\frac{2}{5}
45\frac{4}{5}
1625\frac{16}{25}
925\frac{9}{25}

$$\frac{16}{25}$$

Explication

L’identité cos⁡2(x)+sin⁡2(x)=1\cos^2(x)+\sin^2(x)=1 donne sin⁡2(x)=1−(35)2=1−925=1625\sin^2(x)=1-(\frac{3}{5})^2=1-\frac{9}{25}=\frac{16}{25}. 25\frac{2}{5} provient d’une soustraction sans carré, tandis que 925\frac{9}{25} reprend le carré du cosinus.

10. Deux angles aa et bb sont dits associés lorsque quelle relation lie leurs cosinus et leurs sinus ?

Leurs mesures sont égales et leurs deux fonctions sont égales
Leurs mesures diffèrent de 2π2\pi et leurs deux fonctions sont égales
Leurs cosinus ont le même signe et leurs sinus le même signe
Leurs cosinus et leurs sinus sont égaux ou opposés

Leurs cosinus et leurs sinus sont égaux ou opposés

Explication

La définition repose sur des cosinus et des sinus égaux ou opposés, sans exiger que les angles aient la même mesure. Des mesures séparées de 2π2\pi repèrent le même point, tandis que la condition de même signe est trop restrictive.

11. Pour déterminer les valeurs du cosinus et du sinus de π−x\pi-x à partir de celles de xx, quelle démarche permet de les retrouver géométriquement ?

Calculer les deux fonctions sans repérer les points
Placer les deux angles sur le cercle et utiliser la symétrie
Déplacer le point le long du cercle sans changer sa position angulaire
Faire tourner le point d’un quart de tour autour du centre

Placer les deux angles sur le cercle et utiliser la symétrie

Explication

Les valeurs des fonctions d’angles associés se retrouvent en représentant les angles sur le cercle trigonométrique et en utilisant les symétries. Un déplacement le long du cercle ou une rotation d’un quart de tour ne décrit pas la démarche fondée sur la symétrie.

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Comment note-t-on l’angle orienté entre u⃗\vec u et v⃗\vec v ?

(u⃗,v⃗)(\vec u,\vec v).

Que distingue un angle orienté sur le cercle trigonométrique ?

Le sens direct du sens indirect.

Qu’est-ce qu’un radian sur le cercle trigonométrique ?

La mesure d’un angle au centre qui intercepte un arc de longueur 1.

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