QCM : Trigonométrie des angles réels (5 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Pour un réel xx, on sait que cos⁡x=35\cos x=\frac{3}{5}. Quelle valeur de sin⁡2x\sin^2 x découle de l’identité trigonométrique fondamentale ?

25\frac{2}{5}
1625\frac{16}{25}
3425\frac{34}{25}
925\frac{9}{25}

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

Explication

L’identité cos⁡2x+sin⁡2x=1\cos^2x+\sin^2x=1 donne sin⁡2x=1−(35)2=1−925=1625\sin^2x=1-\left(\frac{3}{5}\right)^2=1-\frac{9}{25}=\frac{16}{25}. La valeur 25\frac{2}{5} vient de soustraire directement 35\frac{3}{5}, et 3425\frac{34}{25} d’additionner les carrés.

2. Sur le cercle trigonométrique, le point associé à un angle xx a pour abscisse −12-\frac{1}{2} et pour ordonnée 32\frac{\sqrt{3}}{2}. Quelles sont les coordonnées du point en fonction de cos⁡x\cos x et sin⁡x\sin x ?

M(cos⁡x,sin⁡x)=(−12,32)M(\cos x,\sin x)=\left(-\frac{1}{2},\frac{\sqrt{3}}{2}\right)
M(cos⁡x,sin⁡x)=(12,32)M(\cos x,\sin x)=\left(\frac{1}{2},\frac{\sqrt{3}}{2}\right)
M(cos⁡x,sin⁡x)=(−12,−32)M(\cos x,\sin x)=\left(-\frac{1}{2},-\frac{\sqrt{3}}{2}\right)
M(cos⁡x,sin⁡x)=(32,−12)M(\cos x,\sin x)=\left(\frac{\sqrt{3}}{2},-\frac{1}{2}\right)

$$M(\cos x,\sin x)=\left(-\frac{1}{2},\frac{\sqrt{3}}{2}\right)$$

Explication

Sur le cercle trigonométrique, cos⁡x\cos x est l’abscisse et sin⁡x\sin x l’ordonnée, donc le point s’écrit M(cos⁡x,sin⁡x)M(\cos x,\sin x) avec les coordonnées données. L’inversion attribue à tort le sinus à l’abscisse, tandis que les deux autres réponses changent un signe.

3. Un angle xx vérifie sin⁡x=35\sin x=\frac{3}{5} et cos⁡x=45\cos x=\frac{4}{5}. Quelle est la valeur de tan⁡x\tan x ?

43\frac{4}{3}
34\frac{3}{4}
−15-\frac{1}{5}
53\frac{5}{3}

$$\frac{3}{4}$$

Explication

Lorsque le cosinus est non nul, tan⁡x=sin⁡xcos⁡x\tan x=\frac{\sin x}{\cos x}; ici 3/54/5=34\frac{3/5}{4/5}=\frac{3}{4}. La valeur 43\frac{4}{3} inverse le quotient, −15-\frac{1}{5} soustrait les valeurs et 53\frac{5}{3} divise par le sinus seul.

4. Pour calculer le cosinus d’une différence d’angles réels uu et vv, quelle expression faut-il utiliser ?

sin⁡ucos⁡v+cos⁡usin⁡v\sin u\cos v+\cos u\sin v
cos⁡ucos⁡v+sin⁡usin⁡v\cos u\cos v+\sin u\sin v
cos⁡ucos⁡v−sin⁡usin⁡v\cos u\cos v-\sin u\sin v
sin⁡ucos⁡v−cos⁡usin⁡v\sin u\cos v-\cos u\sin v

$$\cos u\cos v+\sin u\sin v$$

Explication

La formule du cosinus d’une différence est cos⁡(u−v)=cos⁡ucos⁡v+sin⁡usin⁡v\cos(u-v)=\cos u\cos v+\sin u\sin v. Le signe moins correspond au cosinus d’une somme, tandis que les expressions avec un sinus relèvent des formules du sinus.

5. Pour réduire 3cos⁡x+4sin⁡x3\cos x+4\sin x sous la forme ccos⁡(x−α)c\cos(x-\alpha), quelles valeurs de cc et de cos⁡α\cos\alpha faut-il retenir ?

c=5c=5 et cos⁡α=45\cos\alpha=\frac{4}{5}
c=7c=7 et cos⁡α=37\cos\alpha=\frac{3}{7}
c=7c=\sqrt{7} et cos⁡α=37\cos\alpha=\frac{3}{\sqrt{7}}
c=5c=5 et cos⁡α=35\cos\alpha=\frac{3}{5}

$$c=5$$ et $$\cos\alpha=\frac{3}{5}$$

Explication

La réduction impose c=a2+b2=32+42=5c=\sqrt{a^2+b^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5 et cos⁡α=ac=35\cos\alpha=\frac{a}{c}=\frac{3}{5}. La somme des coefficients donne 77, l’échange des rôles de aa et bb donne 45\frac{4}{5}, et la différence des carrés ne correspond pas à la formule de la norme.

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Quelles sont les valeurs de cosinus aux angles 0,π6,π4,π3,π20,\frac{\pi}{6},\frac{\pi}{4},\frac{\pi}{3},\frac{\pi}{2}, dans cet ordre ?

1,32,22,12,01,\frac{\sqrt{3}}{2},\frac{\sqrt{2}}{2},\frac{1}{2},0

Quelles sont les valeurs de sinus aux angles 0,π6,π4,π3,π20,\frac{\pi}{6},\frac{\pi}{4},\frac{\pi}{3},\frac{\pi}{2}, dans cet ordre ?

0,12,22,32,10,\frac{1}{2},\frac{\sqrt{2}}{2},\frac{\sqrt{3}}{2},1

Quelle identité relie cos⁡x\cos x et sin⁡x\sin x pour tout réel xx ?

cos⁡2x+sin⁡2x=1\cos^2 x+\sin^2 x=1

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