Trigonométrie et signaux sinusoïdaux
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Le chapitre en bref
Ce que tu vas savoir faire
- Convertir une mesure d'angle du degré au radian, et inversement.
- Placer sur le cercle trigonométrique le point associé à un réel, et donner la mesure principale d'un angle orienté.
- Connaître les valeurs remarquables de cos et sin en 0, π/6, π/4, π/3, π/2 et π.
- Utiliser les angles associés (, , , , ).
- Résoudre par lecture sur le cercle les équations et .
- Connaître la périodicité, la parité et les variations de sin et cos, et justifier les symétries de leurs courbes.
Le plan du chapitre
- 1Le radian et le cercle trigonométrique
- 2Cosinus, sinus et valeurs remarquables
- 3Angles associés et équations
- 4Les fonctions sinus et cosinus
- 5Les signaux sinusoïdaux
À retenir
- rad ; un tour complet vaut . Mesure principale : la mesure dans .
- Sur le cercle trigonométrique, le point associé à x a pour coordonnées ; .
- Valeurs remarquables : de 0, π/6, π/4, π/3, π/2 vaut ; , la même suite à l'envers.
- Angles associés : se retrouvent par symétrie sur le cercle (, , , , ).
- : solutions et ; : et , plus les multiples de .
- sin et cos sont -périodiques ; cos paire (symétrie par rapport à l'axe des ordonnées), sin impaire (symétrie par rapport à O).
Les questions éclair
Comment convertir des degrés en radians ?
On multiplie par π/180. Par exemple 60° = π/3.
Qu'est-ce que la mesure principale d'un angle ?
Sa mesure comprise dans l'intervalle ]−π ; π].
Que valent cos(π/6) et sin(π/6) ?
cos(π/6) = /2 et sin(π/6) = 1/2.
Combien de solutions a cos x = 1/2 sur un tour ?
Deux, symétriques : π/3 et −π/3.
Quelle est la période du signal A cos(ωt + φ) ?
T = 2π/ω, et la fréquence vaut f = 1/T = ω/(2π).
Le sais-tu ?
En 1822, le mathématicien et physicien Joseph Fourier, qui étudiait la propagation de la chaleur, affirma un résultat qui fit scandale : n'importe quel signal périodique, même en créneaux ou en dents de scie, peut s'écrire comme une somme de sinus et de cosinus de fréquences multiples. Les plus grands mathématiciens de son temps en doutèrent. Il avait pourtant raison, et c'est aujourd'hui l'un des outils les plus utilisés au monde : les formats MP3 et JPEG, la reconnaissance vocale et l'imagerie médicale IRM décomposent tous leurs signaux en sinusoïdes.
