équation sinus et cosinus
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équation sinus et cosinus



  1. #1
    invitea306da7c

    équation sinus et cosinus


    ------

    Bonsoir à tous
    Quelqu'un pourrait-il m'aider pour mes résolutions d'équations?

    Il faut résoudre:

    a/ sin(3x)= sin(x+ pi/4) sur [0;pi/2]


    b/ cos(2x)-sin(2x)= rac2/2

    Ce que j'ai fais:

    sin(3x)= sin(x+ pi/4)
    3x= x+ pi/4 ou 3x= pi-x- pi/4
    x= pi/8 4x= 3pi/4
    x= 3pi/16


    b/cos(2x)-sin(2x)= rac2/2
    J'ai posé rac2 /2 = cos pi/4 ou sin pi/4
    Mais en remplacant dans l'équation je ne m'en sors pas :/

    -----

  2. #2
    invite856a0e25

    Re : équation sinus et cosinus

    Pour la b/, tu te compliques la vie en posant rac2/2 = Cos(Pi/4) ou Sin(Pi/4).
    Il te suffit de passer ton équation au carré, puis de te servir des relations trigonométriques que tu connais (notemment le fait que Cos²a+Sin²a=1 et que Sin a*Cos b = (1/2)*(Sin(a+b)+Sin(a-b)), et tu devrais t'en sortir rapidement !

  3. #3
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    Comme tu me l'as dit voila ce que j'obtiens

    cos²(2x)-sin²(2x)= rac2/2
    2x(cos²-sin²)=rac2/2²
    2x=1/2
    x=1/2/2= 1/4

    Est-ce bon?

    Par contre pour la a) j'ai un doute j'ai l'impression que c'est faux

  4. #4
    S321

    Re : équation sinus et cosinus

    Citation Envoyé par guess93 Voir le message
    Comme tu me l'as dit voila ce que j'obtiens

    cos²(2x)-sin²(2x)= rac2/2
    2x(cos²-sin²)=rac2/2²
    2x=1/2
    x=1/2/2= 1/4

    Est-ce bon?

    Par contre pour la a) j'ai un doute j'ai l'impression que c'est faux
    Ohh mon Dieu. Je n'ai jamais vu un calcul faux à ce point. L'élévation au carré doit se faire des deux coté de l'équation, dés la première ligne il faut élever √2/2 au carré (et mettre des parenthèses, (√2/2)² n'est pas égale à √2/2²).
    Pour la partie gauche de votre équation c'est (cos(2x)-sin(2x))² que vous avez, et je vous rappel que (a-b)² ce n'est pas égal à a²-b².

    Pour la deuxième ligne, j'arrive même pas à y croire, vous sortez les arguments de leurs fonctions. Comme si cos(x) c'était un certain nombre noté "cos" multiplié par "x".
    Wir müssen wissen, wir werden wissen.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    pallas

    Re : équation sinus et cosinus

    attention pour la première il faut mettre + 2kpi à chacune des équations ce qui modifie les résultats quand on divise par 2 ou par 4
    pour la seconde quelle horreur ta technique
    si tu peux revoir la technique de résolution de acosx +bsinx = c
    pour ton exemple voici une démarche tu divises tout par rac(2) ( rac(a²+b²)
    ce qui donne (1rac2)cos2x - (1/rac(2)) sin2x = 1/2 soit cospi/4cos2x - sinpi/4 sin2x= 1/2
    et tu reconnais ...... ( cos(pi/4-2x) = cospi/3 a toi de terminer

  7. #6
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    Excusez moi sa semble logique pour vous mais moi sa fais longtemps que je n'ai pas fais sa et je ne sais vraiment plus comment faire je n'arrive même pas à terminer ce que vous avez commencé Pallas. J'essaye de chercher dans mon cours de première comment résoudre ces equations mais je n'y arrive tout simplement pas

  8. #7
    invite856a0e25

    Re : équation sinus et cosinus

    Reprenons.

    Tu as :
    Cos(2x)-Sin(2x)= √2/2
    Tu élèves au carré ton équation (tu dois l'élever au carré des deux côtés du signe = ! )
    (Cos(2x)-Sin(2x))²=(√2/2)²
    Or, tu sais que (a-b)²=a²-2ab+b² (c'est l'une des trois identités remarquables) et que (√2/2)²=(√2)²/2²=2/4=1/2 (Elever un quotient au carré, ça revient à élever son numérateur ET son dénominateur au carré. Et tu sais que (√2)²=2).
    Tu obtiens alors :
    Cos²(2x)-2*Cos(2x)*Sin(2x)+Sin²(2x)=1/2 (En fait, quand on écrit "Cos²x", cela signifie (Cos x)², c'est simplement une notation que l'on utilise car elle est plus pratique)
    Ensuite, tu n'as plus qu'à utiliser le fait que Cos²x+Sin²x=1 et que Cos(a)*Sin(b)=(1/2)*(Sin(a+b)-Sin(a-b) (ici, a=2x et b=2x aussi)).

    Maintenant, essayes de finir de résoudre cette équation !

  9. #8
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : équation sinus et cosinus

    juste un précision,
    attention quand on élève au carré :
    on a une implication , pas une equivalence.
    par exemple a=b => a²=b² mais toutes les solutions de a²=b² ne satisfont pas a=b pour des histoires de signe.

  10. #9
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    Donc:
    cos²(2x)-2cos(2x)sin(2x)+sin²(2x)= 1/2

    2cos(2x)sin(2x)= 1/2(sin(2x+2x)+sin(2x-2x)
    = 1/2(sin(4x)+ sin(0)
    =1/2 sin(4x)
    = pi/6 sin(4x)

    cos²(2x)+sin²(2x) je sais que Cos²x+Sin²x=1;
    sin(2x)= 2sin(x) cos(x); cos(2x)= cos²(x)-sin²(x) Je ne parviens pas à supprimer ce 2 pour pouvoir avoir 1 à l'éxpression

  11. #10
    invite856a0e25

    Re : équation sinus et cosinus

    Pourquoi tu supprimes ton terme "2cos(2x)sin(2x)" en divisant ? Oo
    Et pourquoi ta somme de sinus et cosinus se transforme soudainement en produit ?
    Tu te compliques la vie et, en plus, tu fais des choses fausses !

    De plus, je crois que tu n'as pas saisi un point sur lequel je vais donc m'attarder un petit peu.
    Je t'ais dis que tu avais : pour tout x, Cos²x+Sin²x=1. J'écris "pour tout x" car c'est TRES important. Ca veut dire que tu peux remplacer x par n'importe quoi, Cos²x+Sin²x sera toujours égal à 1 ! Par exemple, Cos²(Pi)+Sin²(Pi)=1. Tu as aussi Cos²(1512)+Sin²(1512)=1. Et, de même, Cos²(2x)+Sin²(2x)=1.
    Donc, dans ton exercice, tu n'as pas besoin de préciser que sin(2x)= 2sin(x) cos(x) et cos(2x)= cos²(x)-sin²(x).


    Donc, à partir de l'expression "cos²(2x)-2cos(2x)sin(2x)+sin²(2x)= 1/2", que dois-tu faire ?

  12. #11
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    je remplace cos²(2x)+ sin²(2x)= 1 dans l'expression mais ce que j'ai fais pour pi/6 sa aussi c'est faux j'ai pas le droit de faire sa?
    Dans ce cas pour le -2cos(2x) sin(2x) je peux faire apparaître des cos² et sin² pour que sa fasse 1 mais attention je pense que je vais un peu bricoler la:
    cos²(2x)sin²(2x)= 1
    Mais ce que j'avais essayer de faire c'est d'utiliser cette formule: sin(a)cos(b) = (1/2)(sin(a + b) + sin(a - b)) mais il me semble que je me suis trompée
    sin(2x)cos(2x)= (1/2)(sin(2x + 2x) + sin(2x - 2x))
    =(1/2)(sin(4x)+sin(0x)
    = sin(4x)
    Le 1/2 s'en va parce que j'ai multiplié le 2 qui était devant cos(2x)sin(2x) alors verdict...toujours aussi catastrophique?

  13. #12
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : équation sinus et cosinus

    bonjour,
    je trouve aussi sin(4x)=1/2.
    mais l'exercice n'est pas terminé.
    il faut chercher les solutions en cherchant tous les 4x possibles
    4x = pi/? +2kpi ( 4 solutions possibles pour x)
    4x = pi-pi/? +2kpi ( idem)

    ensuite ne pas oublier que tu a élevé au carré, donc toutes ces solutions ne sont pas bonnes !!!
    celle pour lesquelles cos(2x)-sin(2x) est <0

  14. #13
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    il faut chercher les solutions en cherchant tous les 4x possibles
    4x = pi/? +2kpi ( 4 solutions possibles pour x)
    4x = pi-pi/? +2kpi ( idem)
    comment je trouuve ces 4 solutions? je pense qu'on a pi/4 pour commencer mais je vois pas

  15. #14
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : équation sinus et cosinus

    ben non,
    sin(y)=1/2 ,
    la première solution est pi/6 ( 30°),
    l'autre piste est pi-pi/6
    sans tenir compte des 2kpi
    alors je commence
    4x=pi/6 donc x=pi/24
    4x=pi/6 + 2pi donc x=pi/24+pi/2
    4x=pi/6 +4pi donc x=pi/24 +pi
    4x=pi/6 +6pi donc x=pi/24+3pi/2

    voilà pour la première moitié des solutions possibles
    sauf que la moitié de ces solutions n'est pas bonne !
    car quand tu as élevé au carré tu as inclus indirectement les cas ou cos(2x)-sin(2x)=-rac(2)/2
    et pas rac(2)/2

  16. #15
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    donc se serait la meme chose avec le signe - devant chaque membre non?

  17. #16
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : équation sinus et cosinus

    Citation Envoyé par guess93 Voir le message
    donc se serait la meme chose avec le signe - devant chaque membre non?
    ????? quels membres ?

    par exemple
    si x=pi/24 on a bien en vérifiant cos(2x)-sin(2x)=rac(2)/2
    mais si on prend x=pi/24+pi/2 qui pourtant satisfait bien sin(4x)=1/2
    alors cos(2x)-sin(2x)=-rac(2)/2 donc n'est pas solution !!!

  18. #17
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    la première solution est pi/6 ( 30°),
    l'autre piste est pi-pi/6
    sans tenir compte des 2kpi
    alors je commence
    4x=pi/6 donc x=pi/24
    4x=pi/6 + 2pi donc x=pi/24+pi/2
    4x=pi/6 +4pi donc x=pi/24 +pi
    4x=pi/6 +6pi donc x=pi/24+3pi/2

    La deuxième solution serait pi/4
    4x=pi/4 donc x=pi/16
    4x=pi/4 + 2pi donc x=pi/16+pi/2
    4x=pi/4 +4pi donc x=pi/16 +pi
    4x=pi/4 +6pi donc x=pi/16+3pi/2

    ensuite je fais avec pi/3 et pi/2 c'est sa?

  19. #18
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : équation sinus et cosinus

    ben non,
    la deuxième piste est 5pi/6 et pas pi/4
    sachant que dans chaquepiste il y a 4 reponses dont 2 ne sont pas valides ( à cause de l élévation au carré ).
    au final juste 4 solutions à trouver !

  20. #19
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    Pour 5pi/6
    4x=5pi/6 donc x=5pi/16
    4x=5pi/6 + 2pi donc x=5pi/16+pi/2
    4x=5pi/6 +4pi donc x=5pi/16 +pi
    4x=5pi/6 +6pi donc x=5pi/16+3pi/2

    S={4x=pi/6 donc x=pi/24
    4x=pi/6 + 2pi donc x=pi/24+pi/2; 4x=5pi/6 donc x=5pi/16
    4x=5pi/6 + 2pi donc x=5pi/16+pi/2}

  21. #20
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : équation sinus et cosinus

    presque, mais pas tout à fait.
    en fait, j'avais prévenu au début qu'un passage au carré était très piégeux.
    mais je n'ai pas voulu contredire Mezame.
    il y a beaucoup, beaucoup plus simple.

    Citation Envoyé par guess93 Voir le message
    b/cos(2x)-sin(2x)= rac2/2
    J'ai posé rac2 /2 = cos pi/4 ou sin pi/4
    Mais en remplacant dans l'équation je ne m'en sors pas :/
    ton intuition initiale était bonne mais utilisée différement.
    en multipliant gauche et droite par rac2/2 on a
    cos(2x)rac2/2-sin(2x)rac2/2=rac2/2*rac2/2 que l'on peut écrire
    cos(2x)cos(pi/4)-sin(2x)sin(pi/4)=1/2 soit
    cos(2x+pi/4)=1/2
    d'ou
    2x+pi/4=+/-(pi/3)+2kpi
    en simplifiant on trouve bien les 4 solutions
    avec
    2x=pi/12 , 2x=pi/12 +2pi
    2x=-7pi/12 , 2x = -7pi/12 +2pi

  22. #21
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    presque, mais pas tout à fait.
    en fait, j'avais prévenu au début qu'un passage au carré était très piégeux.
    mais je n'ai pas voulu contredire Mezame.
    il y a beaucoup, beaucoup plus simple.



    ton intuition initiale était bonne mais utilisée différement.
    en multipliant gauche et droite par rac2/2 on a
    cos(2x)rac2/2-sin(2x)rac2/2=rac2/2*rac2/2 que l'on peut écrire
    cos(2x)cos(pi/4)-sin(2x)sin(pi/4)=1/2 soit
    cos(2x+pi/4)=1/2
    d'ou
    2x+pi/4=+/-(pi/3)+2kpi
    en simplifiant on trouve bien les 4 solutions
    avec
    2x=pi/12 , 2x=pi/12 +2pi
    2x=-7pi/12 , 2x = -7pi/12 +2pi
    S= 2x=pi/12 , 2x=pi/12 +2pi
    2x=-7pi/12 , 2x = -7pi/12 +2pi

  23. #22
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : équation sinus et cosinus

    oui,
    mais tu m'as recopié ou tu est d'accord ?
    reste à exprimer x , pas trop dur !

  24. #23
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    S={ pi/24; -7pi/24} pour k appartenant à Z

  25. #24
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : équation sinus et cosinus

    tu a oublié 2 solutions en routes .
    et c'est quoi k app à Z ?

  26. #25
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    k appartenant à Z

  27. #26
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    S={ pi/24; -7pi/24; pi/24+2kpi;-7pi/24+2kpi}

    c'est mieux?

  28. #27
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : équation sinus et cosinus

    presque.
    mais il y a ls solutions pi/24 +pi et -7pi/24 + pi
    puisque que tu as vu par exemple que 2x=pi/12 +2pi était solution
    donc il y a 4 solutions de base
    pi/24
    pi/24+pi
    -7pi/24
    -7pi/24+pi

    ensuite tu as raison il faut présenter toutes les solutions soit rajouter 2kpi à ces 4 là ( k dans Z )

  29. #28
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    Citation Envoyé par ansset Voir le message
    presque.
    mais il y a ls solutions pi/24 +pi et -7pi/24 + pi
    puisque que tu as vu par exemple que 2x=pi/12 +2pi était solution
    donc il y a 4 solutions de base
    pi/24
    pi/24+pi
    -7pi/24
    -7pi/24+pi

    ensuite tu as raison il faut présenter toutes les solutions soit rajouter 2kpi à ces 4 là ( k dans Z )
    Sa va si je fais ceci

    S= { pi/24;pi/24+pi;-7pi/24;-7pi/24+pi}2kpi pour k appartenant à Z

  30. #29
    ansset
    Animateur Mathématiques

    Re : équation sinus et cosinus

    pour moi c'est tout bon

  31. #30
    invitea306da7c

    Re : équation sinus et cosinus

    Pour moi aussi alors
    merci ansset de votre patience et de votre aide

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