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Chapitre 9 – Interrogation écrite

Trigonométrie — Première Bac Pro

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

Nom : Prénom : Classe : Date : Note : / 20
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Durée : 10-15 min (socle)  ·  30-40 min (standard et approfondissement) | Calculatrice autorisée

Socle

Sujet A

Barème : 20 points

Question 1 (4 points)

Rappel Le cercle trigonométrique a pour centre \(O\) et pour rayon 1. On part de \(I(1\,;\,0)\) ; le sens positif est le sens inverse des aiguilles d'une montre. Un quart de tour vaut \(\dfrac{\pi}{2}\), un tour \(2\pi\).

Donner les coordonnées du point image de chacun des réels suivants.

a) \(\dfrac{\pi}{2}\) : ...

b) \(\pi\) : ...

c) \(-\dfrac{\pi}{2}\) : ...

d) \(2\pi\) : ...

a) \(\dfrac{\pi}{2}\) : un quart de tour, \(J(0\,;\,1)\).

b) \(\pi\) : un demi-tour, \((-1\,;\,0)\).

c) \(-\dfrac{\pi}{2}\) : un quart de tour dans le sens des aiguilles d'une montre, \((0\,;\,-1)\).

d) \(2\pi\) : un tour complet, retour en \(I(1\,;\,0)\).

Question 2 (4 points)

Rappel Deux réels séparés de \(2\pi\) (un tour complet) ont la même image sur le cercle.

a) Compléter : \(\dfrac{5\pi}{2} = \dfrac{\pi}{2} + \ldots\)

b) En déduire que \(\dfrac{5\pi}{2}\) et \(\dfrac{\pi}{2}\) ont la même image.

c) Donner un réel négatif qui a la même image que \(\dfrac{\pi}{2}\).

d) Les réels \(3\pi\) et \(\pi\) ont-ils la même image ? Justifier.

a) \(\dfrac{5\pi}{2} = \dfrac{\pi}{2} + 2\pi\).

b) On fait un tour complet de plus : on revient au même point. \(\dfrac{5\pi}{2}\) et \(\dfrac{\pi}{2}\) ont la même image.

c) Par exemple \(\dfrac{\pi}{2} - 2\pi = -\dfrac{3\pi}{2}\) : un tour de moins, même point \(J(0\,;\,1)\).

d) Oui : \(3\pi = \pi + 2\pi\). Les deux ont pour image le point \((-1\,;\,0)\).

Question 3 (4 points)

Rappel Conversion degrés/radians : \(180° = \pi\) rad. Degrés → radians : multiplier par \(\dfrac{\pi}{180}\).

Convertir les angles suivants :

a) \(90° = ... \times \dfrac{\pi}{180} = ...\) rad

b) \(60° = ... \times \dfrac{\pi}{180} = ...\) rad

c) \(\dfrac{\pi}{4}\) rad \(= \dfrac{\pi}{4} \times \dfrac{180}{\pi} = ...\)°

a) \(90° = 90 \times \dfrac{\pi}{180} = \mathbf{\dfrac{\pi}{2}}\) rad

b) \(60° = 60 \times \dfrac{\pi}{180} = \mathbf{\dfrac{\pi}{3}}\) rad

c) \(\dfrac{\pi}{4} \times \dfrac{180}{\pi} = \mathbf{45°}\)

Question 4 (4 points)

Rappel Méthode : sur le cercle trigonométrique, l'abscisse du point associé à l'angle donne son cosinus et son ordonnée donne son sinus.

Compléter sans calculatrice :

a) \(\cos(60°) = ...\)

b) \(\sin(60°) = ...\)

c) \(\cos(45°) = ...\)

d) \(\sin(0°) = ...\)

a) \(\cos(60°) = \mathbf{\dfrac{1}{2}}\)

b) \(\sin(60°) = \mathbf{\dfrac{\sqrt{3}}{2}}\)

c) \(\cos(45°) = \mathbf{\dfrac{\sqrt{2}}{2}}\)

d) \(\sin(0°) = \mathbf{0}\)

Question 5 (4 points)

Rappel Relation fondamentale : \(\cos^2 \alpha + \sin^2 \alpha = 1\).

Vérifier la relation fondamentale pour \(\alpha = 30°\) :

a) \(\cos(30°) = \dfrac{\sqrt{3}}{2}\), donc \(\cos^2(30°) = ...\)

b) \(\sin(30°) = \dfrac{1}{2}\), donc \(\sin^2(30°) = ...\)

c) Vérifier : \(\cos^2(30°) + \sin^2(30°) = ... + ... = ...\)

a) \(\cos^2(30°) = \left(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\right)^2 = \mathbf{\dfrac{3}{4}}\)

b) \(\sin^2(30°) = \left(\dfrac{1}{2}\right)^2 = \mathbf{\dfrac{1}{4}}\)

c) \(\dfrac{3}{4} + \dfrac{1}{4} = \mathbf{1}\). La relation est vérifiée.

Sujet B

Barème : 20 points

Question 1 (4 points)

Rappel Le cercle trigonométrique a pour centre \(O\) et pour rayon 1. On part de \(I(1\,;\,0)\) ; le sens positif est le sens inverse des aiguilles d'une montre. Un quart de tour vaut \(\dfrac{\pi}{2}\), un tour \(2\pi\).

Donner les coordonnées du point image de chacun des réels suivants.

a) \(\dfrac{3\pi}{2}\) : ...

b) \(\dfrac{\pi}{2}\) : ...

c) \(-\pi\) : ...

d) \(-2\pi\) : ...

a) \(\dfrac{3\pi}{2}\) : trois quarts de tour, \((0\,;\,-1)\).

b) \(\dfrac{\pi}{2}\) : un quart de tour, \(J(0\,;\,1)\).

c) \(-\pi\) : un demi-tour dans le sens des aiguilles d'une montre, \((-1\,;\,0)\).

d) \(-2\pi\) : un tour complet dans le sens des aiguilles d'une montre, retour en \(I(1\,;\,0)\).

Question 2 (4 points)

Rappel Deux réels séparés de \(2\pi\) (un tour complet) ont la même image sur le cercle.

a) Compléter : \(\dfrac{7\pi}{2} = \dfrac{3\pi}{2} + \ldots\)

b) En déduire que \(\dfrac{7\pi}{2}\) et \(\dfrac{3\pi}{2}\) ont la même image.

c) Donner un réel négatif qui a la même image que \(\dfrac{3\pi}{2}\).

d) Les réels \(4\pi\) et \(0\) ont-ils la même image ? Justifier.

a) \(\dfrac{7\pi}{2} = \dfrac{3\pi}{2} + 2\pi\).

b) On fait un tour complet de plus : on revient au même point. \(\dfrac{7\pi}{2}\) et \(\dfrac{3\pi}{2}\) ont la même image.

c) Par exemple \(\dfrac{3\pi}{2} - 2\pi = -\dfrac{\pi}{2}\) : un tour de moins, même point \((0\,;\,-1)\).

d) Oui : \(4\pi = 0 + 2\pi + 2\pi\) (deux tours). Les deux ont pour image le point \(I(1\,;\,0)\).

Question 3 (4 points)

Rappel Conversion degrés/radians : \(180° = \pi\) rad. Degrés → radians : multiplier par \(\dfrac{\pi}{180}\).

Convertir les angles suivants :

a) \(120° = ... \times \dfrac{\pi}{180} = ...\) rad

b) \(30° = ... \times \dfrac{\pi}{180} = ...\) rad

c) \(\dfrac{3\pi}{4}\) rad \(= \dfrac{3\pi}{4} \times \dfrac{180}{\pi} = ...\)°

a) \(120° = 120 \times \dfrac{\pi}{180} = \mathbf{\dfrac{2\pi}{3}}\) rad

b) \(30° = 30 \times \dfrac{\pi}{180} = \mathbf{\dfrac{\pi}{6}}\) rad

c) \(\dfrac{3\pi}{4} \times \dfrac{180}{\pi} = \mathbf{135°}\)

Question 4 (4 points)

Rappel Méthode : sur le cercle trigonométrique, l'abscisse du point associé à l'angle donne son cosinus et son ordonnée donne son sinus.

Compléter sans calculatrice :

a) \(\cos(90°) = ...\)

b) \(\sin(30°) = ...\)

c) \(\cos(30°) = ...\)

d) \(\sin(90°) = ...\)

a) \(\cos(90°) = \mathbf{0}\)

b) \(\sin(30°) = \mathbf{\dfrac{1}{2}}\)

c) \(\cos(30°) = \mathbf{\dfrac{\sqrt{3}}{2}}\)

d) \(\sin(90°) = \mathbf{1}\)

Question 5 (4 points)

Rappel Relation fondamentale : \(\cos^2 \alpha + \sin^2 \alpha = 1\).

Vérifier la relation fondamentale pour \(\alpha = 45°\) :

a) \(\cos(45°) = \dfrac{\sqrt{2}}{2}\), donc \(\cos^2(45°) = ...\)

b) \(\sin(45°) = \dfrac{\sqrt{2}}{2}\), donc \(\sin^2(45°) = ...\)

c) Vérifier : \(\cos^2(45°) + \sin^2(45°) = ... + ... = ...\)

a) \(\cos^2(45°) = \left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right)^2 = \mathbf{\dfrac{2}{4} = \dfrac{1}{2}}\)

b) \(\sin^2(45°) = \left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right)^2 = \mathbf{\dfrac{2}{4} = \dfrac{1}{2}}\)

c) \(\dfrac{1}{2} + \dfrac{1}{2} = \mathbf{1}\). La relation est vérifiée.

Standard

Sujet A

Barème : 20 points

Question 1 (4 points)

Rappel Sur le cercle : \(-x\) symétrie par rapport à l'axe horizontal ; \(\pi - x\) par rapport à l'axe vertical ; \(\pi + x\) par rapport au centre \(O\) ; pour \(\dfrac{\pi}{2} - x\), on échange les coordonnées.

On sait que \(\cos x = 0{,}6\) et \(\sin x = 0{,}8\), avec \(0 < x < \dfrac{\pi}{2}\).

Donner le cosinus et le sinus de chacun des réels : a) \(-x\) ; b) \(\pi - x\) ; c) \(\pi + x\) ; d) \(\dfrac{\pi}{2} - x\).

a) \(\cos(-x) = \cos x = \mathbf{0{,}6}\) ; \(\sin(-x) = -\sin x = \mathbf{-0{,}8}\).

b) \(\cos(\pi - x) = -\cos x = \mathbf{-0{,}6}\) ; \(\sin(\pi - x) = \sin x = \mathbf{0{,}8}\).

c) \(\cos(\pi + x) = -\cos x = \mathbf{-0{,}6}\) ; \(\sin(\pi + x) = -\sin x = \mathbf{-0{,}8}\).

d) \(\cos\left(\dfrac{\pi}{2} - x\right) = \sin x = \mathbf{0{,}8}\) ; \(\sin\left(\dfrac{\pi}{2} - x\right) = \cos x = \mathbf{0{,}6}\).

Barème : 0,5 point par valeur.

Question 2 (4 points)

Rappel Le sinus d'un réel est l'ordonnée de son point image sur le cercle.

On veut construire la courbe de la fonction sinus sur \([0\,;\,2\pi]\).

a) Compléter le tableau à l'aide du cercle trigonométrique (valeurs exactes).

\(x\)\(0\)\(\dfrac{\pi}{6}\)\(\dfrac{\pi}{2}\)\(\dfrac{5\pi}{6}\)\(\pi\)\(\dfrac{3\pi}{2}\)\(2\pi\)
\(\sin x\)\(0\)………………

b) Pour quelle valeur de \(x\) la courbe atteint-elle son point le plus haut ? son point le plus bas ?

\(x\)\(0\)\(\dfrac{\pi}{6}\)\(\dfrac{\pi}{2}\)\(\dfrac{5\pi}{6}\)\(\pi\)\(\dfrac{3\pi}{2}\)\(2\pi\)
\(\sin x\)\(0\)\(\dfrac{1}{2}\)\(1\)\(\dfrac{1}{2}\)\(0\)\(-1\)\(0\)

b) Point le plus haut pour \(x = \dfrac{\pi}{2}\) (\(\sin x = 1\)) ; point le plus bas pour \(x = \dfrac{3\pi}{2}\) (\(\sin x = -1\)). La courbe relie ces points par une ligne arrondie ; elle reste entre \(-1\) et \(1\).

Barème : 3 points pour le tableau (0,5 par case à compléter), 1 point pour la question b.

Question 3 (4 points)

Convertir les angles suivants (résultats exacts) :

a) \(150°\) en radians.

b) \(\dfrac{\pi}{6}\) rad en degrés.

c) En utilisant les angles associés, calculer \(\cos(150°)\) et \(\sin(150°)\).

a) \(150° = 150 \times \dfrac{\pi}{180} = \mathbf{\dfrac{5\pi}{6}}\) rad.

b) \(\dfrac{\pi}{6} \times \dfrac{180}{\pi} = \mathbf{30°}\).

c) \(150° = 180° - 30°\) (angles supplémentaires) :

\(\cos(150°) = -\cos(30°) = \mathbf{-\dfrac{\sqrt{3}}{2}}\)

\(\sin(150°) = \sin(30°) = \mathbf{\dfrac{1}{2}}\)

Question 4 (5 points)

On admet que, pour tout réel \(x\), \(\cos x = \sin\left(x + \dfrac{\pi}{2}\right)\).

a) Compléter le tableau.

\(x\)\(0\)\(\dfrac{\pi}{2}\)\(\pi\)
\(x + \dfrac{\pi}{2}\)………
\(\cos x\)………

b) Dans quel sens et de combien faut-il décaler la courbe du sinus pour obtenir celle du cosinus ?

c) Sans calculatrice, donner \(\cos(2\pi)\).

\(x\)\(0\)\(\dfrac{\pi}{2}\)\(\pi\)
\(x + \dfrac{\pi}{2}\)\(\dfrac{\pi}{2}\)\(\pi\)\(\dfrac{3\pi}{2}\)
\(\cos x\)\(1\)\(0\)\(-1\)

b) On décale la courbe du sinus de \(\dfrac{\pi}{2}\) vers la gauche : les ordonnées ne changent pas, les abscisses diminuent de \(\dfrac{\pi}{2}\).

c) \(\cos(2\pi) = \sin\dfrac{5\pi}{2} = \mathbf{1}\).

Barème : a) 3 points (0,5 par case) ; b) 1 point ; c) 1 point.

Question 5 (3 points)

On sait que \(\cos x = 0{,}8\) et que \(x \in \left[0\,;\,\dfrac{\pi}{2}\right]\). Calculer \(\sin x\) en utilisant la relation fondamentale.

\(\cos^2 x + \sin^2 x = 1\)

\(0{,}8^2 + \sin^2 x = 1 \Rightarrow 0{,}64 + \sin^2 x = 1 \Rightarrow \sin^2 x = 0{,}36\)

\(\sin x = \sqrt{0{,}36} = \mathbf{0{,}6}\) (positif car premier quadrant).

Sujet B

Barème : 20 points

Question 1 (4 points)

Rappel Sur le cercle : \(-x\) symétrie par rapport à l'axe horizontal ; \(\pi - x\) par rapport à l'axe vertical ; \(\pi + x\) par rapport au centre \(O\) ; pour \(\dfrac{\pi}{2} - x\), on échange les coordonnées.

On sait que \(\cos x = 0{,}96\) et \(\sin x = 0{,}28\), avec \(0 < x < \dfrac{\pi}{2}\).

Donner le cosinus et le sinus de chacun des réels : a) \(-x\) ; b) \(\pi - x\) ; c) \(\pi + x\) ; d) \(\dfrac{\pi}{2} - x\).

a) \(\cos(-x) = \cos x = \mathbf{0{,}96}\) ; \(\sin(-x) = -\sin x = \mathbf{-0{,}28}\).

b) \(\cos(\pi - x) = -\cos x = \mathbf{-0{,}96}\) ; \(\sin(\pi - x) = \sin x = \mathbf{0{,}28}\).

c) \(\cos(\pi + x) = -\cos x = \mathbf{-0{,}96}\) ; \(\sin(\pi + x) = -\sin x = \mathbf{-0{,}28}\).

d) \(\cos\left(\dfrac{\pi}{2} - x\right) = \sin x = \mathbf{0{,}28}\) ; \(\sin\left(\dfrac{\pi}{2} - x\right) = \cos x = \mathbf{0{,}96}\).

Barème : 0,5 point par valeur.

Question 2 (4 points)

Rappel Le sinus d'un réel est l'ordonnée de son point image sur le cercle.

On veut construire la courbe de la fonction sinus sur \([0\,;\,2\pi]\).

a) Compléter le tableau à l'aide du cercle trigonométrique (valeurs exactes).

\(x\)\(0\)\(\dfrac{\pi}{3}\)\(\dfrac{\pi}{2}\)\(\dfrac{2\pi}{3}\)\(\pi\)\(\dfrac{3\pi}{2}\)\(2\pi\)
\(\sin x\)\(0\)………………

b) Pour quelle valeur de \(x\) la courbe atteint-elle son point le plus haut ? son point le plus bas ?

\(x\)\(0\)\(\dfrac{\pi}{3}\)\(\dfrac{\pi}{2}\)\(\dfrac{2\pi}{3}\)\(\pi\)\(\dfrac{3\pi}{2}\)\(2\pi\)
\(\sin x\)\(0\)\(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\)\(1\)\(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\)\(0\)\(-1\)\(0\)

b) Point le plus haut pour \(x = \dfrac{\pi}{2}\) (\(\sin x = 1\)) ; point le plus bas pour \(x = \dfrac{3\pi}{2}\) (\(\sin x = -1\)). La courbe relie ces points par une ligne arrondie ; elle reste entre \(-1\) et \(1\).

Barème : 3 points pour le tableau (0,5 par case à compléter), 1 point pour la question b.

Question 3 (4 points)

Convertir les angles suivants (résultats exacts) :

a) \(120°\) en radians.

b) \(\dfrac{3\pi}{4}\) rad en degrés.

c) En utilisant les angles associés, calculer \(\cos(120°)\) et \(\sin(120°)\).

a) \(120° = 120 \times \dfrac{\pi}{180} = \mathbf{\dfrac{2\pi}{3}}\) rad.

b) \(\dfrac{3\pi}{4} \times \dfrac{180}{\pi} = \mathbf{135°}\).

c) \(120° = 180° - 60°\) (angles supplémentaires) :

\(\cos(120°) = -\cos(60°) = \mathbf{-\dfrac{1}{2}}\)

\(\sin(120°) = \sin(60°) = \mathbf{\dfrac{\sqrt{3}}{2}}\)

Question 4 (5 points)

On admet que, pour tout réel \(x\), \(\cos x = \sin\left(x + \dfrac{\pi}{2}\right)\).

a) Compléter le tableau.

\(x\)\(-\dfrac{\pi}{2}\)\(\pi\)\(\dfrac{3\pi}{2}\)
\(x + \dfrac{\pi}{2}\)………
\(\cos x\)………

b) Dans quel sens et de combien faut-il décaler la courbe du sinus pour obtenir celle du cosinus ?

c) Sans calculatrice, donner \(\cos(-\pi)\).

\(x\)\(-\dfrac{\pi}{2}\)\(\pi\)\(\dfrac{3\pi}{2}\)
\(x + \dfrac{\pi}{2}\)\(0\)\(\dfrac{3\pi}{2}\)\(2\pi\)
\(\cos x\)\(0\)\(-1\)\(0\)

b) On décale la courbe du sinus de \(\dfrac{\pi}{2}\) vers la gauche : les ordonnées ne changent pas, les abscisses diminuent de \(\dfrac{\pi}{2}\).

c) \(\cos(-\pi) = \sin\left(-\dfrac{\pi}{2}\right) = \mathbf{-1}\).

Barème : a) 3 points (0,5 par case) ; b) 1 point ; c) 1 point.

Question 5 (3 points)

On sait que \(\sin x = 0{,}28\) et que \(x \in \left[0\,;\,\dfrac{\pi}{2}\right]\). Calculer \(\cos x\) en utilisant la relation fondamentale.

\(\cos^2 x + \sin^2 x = 1\)

\(\cos^2 x + 0{,}28^2 = 1 \Rightarrow \cos^2 x + 0{,}0784 = 1 \Rightarrow \cos^2 x = 0{,}9216\)

\(\cos x = \sqrt{0{,}9216} = \mathbf{0{,}96}\) (positif car premier quadrant).

Approfondissement

Sujet A

Barème : 20 points

Question 1 (4 points)

On sait que \(\cos x = \dfrac{5}{13}\) et \(\sin x = \dfrac{12}{13}\), avec \(0 < x < \dfrac{\pi}{2}\).

Donner, en justifiant par une symétrie ou un échange de coordonnées, les coordonnées des points images de : a) \(\pi - x\) ; b) \(\pi + x\) ; c) \(\dfrac{\pi}{2} - x\) ; d) \(\dfrac{\pi}{2} + x\).

a) Symétrie par rapport à l'axe vertical : \(\left(-\dfrac{5}{13}\,;\,\dfrac{12}{13}\right)\).

b) Symétrie par rapport au centre \(O\) : \(\left(-\dfrac{5}{13}\,;\,-\dfrac{12}{13}\right)\).

c) Coordonnées échangées : \(\left(\dfrac{12}{13}\,;\,\dfrac{5}{13}\right)\).

d) \((-\sin x\,;\,\cos x) = \left(-\dfrac{12}{13}\,;\,\dfrac{5}{13}\right)\).

Barème : 1 point par point image, dont 0,5 pour la justification.

Question 2 (5 points)

En utilisant les angles associés et les valeurs remarquables, calculer les valeurs exactes suivantes (sans calculatrice) :

a) \(\cos(120°)\) et \(\sin(120°)\)

b) \(\cos\!\left(\dfrac{5\pi}{6}\right)\) et \(\sin\!\left(\dfrac{5\pi}{6}\right)\)

c) Vérifier que \(\cos^2(120°) + \sin^2(120°) = 1\).

a) \(120° = 180° - 60°\) :

\(\cos(120°) = -\cos(60°) = \mathbf{-\dfrac{1}{2}}\)

\(\sin(120°) = \sin(60°) = \mathbf{\dfrac{\sqrt{3}}{2}}\)

b) \(\dfrac{5\pi}{6} = \pi - \dfrac{\pi}{6}\), soit \(150° = 180° - 30°\) :

\(\cos\!\left(\dfrac{5\pi}{6}\right) = -\cos\!\left(\dfrac{\pi}{6}\right) = \mathbf{-\dfrac{\sqrt{3}}{2}}\)

\(\sin\!\left(\dfrac{5\pi}{6}\right) = \sin\!\left(\dfrac{\pi}{6}\right) = \mathbf{\dfrac{1}{2}}\)

c) \(\left(-\dfrac{1}{2}\right)^2 + \left(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\right)^2 = \dfrac{1}{4} + \dfrac{3}{4} = 1\). Vérifié.

Question 3 (4 points)

À l'aide du cercle trigonométrique et de la courbe du sinus :

a) Donner les réels \(x\) de \([0\,;\,2\pi]\) tels que \(\sin x = \dfrac{1}{2}\).

b) Donner le réel \(x\) de \([0\,;\,2\pi]\) tel que \(\sin x = -1\).

c) Combien de réels de \([0\,;\,4\pi]\) vérifient \(\sin x = \dfrac{1}{2}\) ? Les citer.

a) \(\sin\dfrac{\pi}{6} = \dfrac{1}{2}\). L'autre point du cercle de même ordonnée est l'image de \(\pi - \dfrac{\pi}{6} = \dfrac{5\pi}{6}\). Solutions : \(\dfrac{\pi}{6}\) et \(\dfrac{5\pi}{6}\).

b) Le point le plus bas du cercle, \((0\,;\,-1)\), est l'image de \(\dfrac{3\pi}{2}\).

c) La période est \(2\pi\) : on ajoute un tour aux solutions du a. 4 réels : \(\dfrac{\pi}{6}\), \(\dfrac{5\pi}{6}\), \(\dfrac{13\pi}{6}\), \(\dfrac{17\pi}{6}\).

Barème : a) 2 points ; b) 1 point ; c) 1 point.

Question 4 (4 points)

On sait que \(\sin x = \dfrac{3}{5}\) et que \(x \in \left[\dfrac{\pi}{2}\,;\,\pi\right]\) (deuxième quadrant).

a) Calculer \(\cos x\) en utilisant la relation fondamentale. Attention au signe.

b) En déduire les coordonnées du point image de \(-x\).

a) \(\cos^2 x + \sin^2 x = 1 \Rightarrow \cos^2 x = 1 - \dfrac{9}{25} = \dfrac{16}{25}\).

Dans le deuxième quadrant, \(\cos x < 0\), donc \(\cos x = \mathbf{-\dfrac{4}{5}}\).

b) L'image de \(-x\) est la symétrique de celle de \(x\) par rapport à l'axe horizontal : \(\cos(-x) = \cos x\) et \(\sin(-x) = -\sin x\). Coordonnées : \(\mathbf{\left(-\dfrac{4}{5}\,;\,-\dfrac{3}{5}\right)}\).

Question 5 (3 points)

Les fonctions sinus et cosinus sont périodiques de période \(2\pi\). En déduire les valeurs suivantes sans calculatrice :

a) \(\sin\!\left(\dfrac{5\pi}{2}\right)\)

b) \(\cos(3\pi)\)

a) \(\dfrac{5\pi}{2} = \dfrac{\pi}{2} + 2\pi\), donc \(\sin\!\left(\dfrac{5\pi}{2}\right) = \sin\!\left(\dfrac{\pi}{2}\right) = \mathbf{1}\).

b) \(3\pi = \pi + 2\pi\), donc \(\cos(3\pi) = \cos(\pi) = \mathbf{-1}\).

Sujet B

Barème : 20 points

Question 1 (4 points)

On sait que \(\cos x = \dfrac{8}{17}\) et \(\sin x = \dfrac{15}{17}\), avec \(0 < x < \dfrac{\pi}{2}\).

Donner, en justifiant par une symétrie ou un échange de coordonnées, les coordonnées des points images de : a) \(\pi - x\) ; b) \(\pi + x\) ; c) \(\dfrac{\pi}{2} - x\) ; d) \(\dfrac{\pi}{2} + x\).

a) Symétrie par rapport à l'axe vertical : \(\left(-\dfrac{8}{17}\,;\,\dfrac{15}{17}\right)\).

b) Symétrie par rapport au centre \(O\) : \(\left(-\dfrac{8}{17}\,;\,-\dfrac{15}{17}\right)\).

c) Coordonnées échangées : \(\left(\dfrac{15}{17}\,;\,\dfrac{8}{17}\right)\).

d) \((-\sin x\,;\,\cos x) = \left(-\dfrac{15}{17}\,;\,\dfrac{8}{17}\right)\).

Barème : 1 point par point image, dont 0,5 pour la justification.

Question 2 (5 points)

En utilisant les angles associés et les valeurs remarquables, calculer les valeurs exactes suivantes (sans calculatrice) :

a) \(\cos(135°)\) et \(\sin(135°)\)

b) \(\cos\!\left(-\dfrac{\pi}{4}\right)\) et \(\sin\!\left(-\dfrac{\pi}{4}\right)\)

c) Vérifier que \(\cos^2(135°) + \sin^2(135°) = 1\).

a) \(135° = 180° - 45°\) :

\(\cos(135°) = -\cos(45°) = \mathbf{-\dfrac{\sqrt{2}}{2}}\)

\(\sin(135°) = \sin(45°) = \mathbf{\dfrac{\sqrt{2}}{2}}\)

b) \(-\dfrac{\pi}{4}\) et \(\dfrac{\pi}{4}\) sont des angles opposés, soit \(-45°\) et \(45°\) :

\(\cos\!\left(-\dfrac{\pi}{4}\right) = \cos\!\left(\dfrac{\pi}{4}\right) = \mathbf{\dfrac{\sqrt{2}}{2}}\)

\(\sin\!\left(-\dfrac{\pi}{4}\right) = -\sin\!\left(\dfrac{\pi}{4}\right) = \mathbf{-\dfrac{\sqrt{2}}{2}}\)

c) \(\left(-\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right)^2 + \left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right)^2 = \dfrac{2}{4} + \dfrac{2}{4} = 1\). Vérifié.

Question 3 (4 points)

À l'aide du cercle trigonométrique et de la courbe du sinus :

a) Donner les réels \(x\) de \([0\,;\,2\pi]\) tels que \(\sin x = \dfrac{\sqrt{2}}{2}\).

b) Donner le réel \(x\) de \([0\,;\,2\pi]\) tel que \(\sin x = 1\).

c) Combien de réels de \([0\,;\,4\pi]\) vérifient \(\sin x = \dfrac{\sqrt{2}}{2}\) ? Les citer.

a) \(\sin\dfrac{\pi}{4} = \dfrac{\sqrt{2}}{2}\). L'autre point du cercle de même ordonnée est l'image de \(\pi - \dfrac{\pi}{4} = \dfrac{3\pi}{4}\). Solutions : \(\dfrac{\pi}{4}\) et \(\dfrac{3\pi}{4}\).

b) Le point le plus haut du cercle, \(J(0\,;\,1)\), est l'image de \(\dfrac{\pi}{2}\).

c) La période est \(2\pi\) : on ajoute un tour aux solutions du a. 4 réels : \(\dfrac{\pi}{4}\), \(\dfrac{3\pi}{4}\), \(\dfrac{9\pi}{4}\), \(\dfrac{11\pi}{4}\).

Barème : a) 2 points ; b) 1 point ; c) 1 point.

Question 4 (4 points)

On sait que \(\cos x = -\dfrac{5}{13}\) et que \(x \in \left[\dfrac{\pi}{2}\,;\,\pi\right]\) (deuxième quadrant).

a) Calculer \(\sin x\) en utilisant la relation fondamentale. Attention au signe.

b) En déduire les coordonnées du point image de \(-x\).

a) \(\cos^2 x + \sin^2 x = 1 \Rightarrow \sin^2 x = 1 - \dfrac{25}{169} = \dfrac{144}{169}\).

Dans le deuxième quadrant, \(\sin x > 0\), donc \(\sin x = \mathbf{\dfrac{12}{13}}\).

b) L'image de \(-x\) est la symétrique de celle de \(x\) par rapport à l'axe horizontal : \(\cos(-x) = \cos x\) et \(\sin(-x) = -\sin x\). Coordonnées : \(\mathbf{\left(-\dfrac{5}{13}\,;\,-\dfrac{12}{13}\right)}\).

Question 5 (3 points)

Les fonctions sinus et cosinus sont périodiques de période \(2\pi\). En déduire les valeurs suivantes sans calculatrice :

a) \(\cos\!\left(\dfrac{7\pi}{3}\right)\)

b) \(\sin(4\pi)\)

a) \(\dfrac{7\pi}{3} = \dfrac{\pi}{3} + 2\pi\), donc \(\cos\!\left(\dfrac{7\pi}{3}\right) = \cos\!\left(\dfrac{\pi}{3}\right) = \mathbf{\dfrac{1}{2}}\).

b) \(4\pi = 0 + 2 \times 2\pi\), donc \(\sin(4\pi) = \sin(0) = \mathbf{0}\).