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Programme de mathématiques PCSI · semestre 1

d) Trigonométrie

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175 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Cercle trigonométrique. Paramétrisation par cosinus et sinus.
Relation de congruence modulo $2\pi$ sur $\mathbb{R}$.
Notation $a\equiv b\ [2\pi]$.
Cosinus et sinus de $\pi\pm x$, de $\frac{\pi}{2}\pm x$.
Cosinus et sinus des angles usuels.
Les étudiants doivent savoir retrouver ces résultats et résoudre des équations et inéquations trigonométriques simples en s’aidant du cercle trigonométrique.
Formules d’addition $\cos(a\pm b)$, $\sin(a\pm b)$. Cas particulier des formules de duplication : $\cos(2a)$, $\sin(2a)$.
On présente une justification géométrique de l’une de ces formules. Les étudiants doivent savoir retrouver rapidement les formules donnant $\cos(a)\cos(b)$, $\cos(a)\sin(b)$, $\sin(a)\sin(b)$.
Fonctions circulaires cosinus et sinus.
On justifie les formules donnant les fonctions dérivées de sinus et cosinus vues en classe de terminale.
Pour $x\in\mathbb{R}$, inégalité $\lvert\sin(x)\rvert\leqslant\lvert x\rvert$.
Fonction tangente.
Notation tan. Dérivée, variations, représentation graphique.
Tangente de $\pi\pm x$. Tangente des angles usuels.
Formule d’addition $\tan(a\pm b)$.
Interprétation sur le cercle trigonométrique.
L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 1004

Soit ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 1061

Soit \(A(\theta) = \begin{pmatrix} \cos \theta & -\sin \theta \\ \sin \theta & \cos \theta \end{pmatrix}\) ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 1122

Calculer ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 1126

Montrer que ...

L1 Analyse Suite

exo7 1193

Soient \((u_n)_{n\geq 2}\) définie par ...

L1 Algèbre Logique, ensemble, raisonnement

exo7 177

Montrer que : \[2\cos \frac{\pi}{2^n} = \sqrt{2+\sqrt{2+\ldots\sqrt{2}}}.\]

L3 Calcul différentiel Extremum, extremum lié

exo7 1840

Existe-t-il un triangle d’aire maximale inscrit dans un cercle donné? Le déterminer par une méthode géométrique.

L2 Analyse Série de Fourier

exo7 1950

Soit \(f\) une fonction intégrable au sens de Riemann périodique de période ...

L2 Géométrie Géométrie affine dans le plan et dans l'espace

exo7 1994

Calculer les angles :

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2049

Tracer la courbe paramétrée définie par : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2089

Calculer les primitives suivantes: ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2090

Calculer les primitives suivantes, en précisant si nécessaire les intervalles de validité des calculs: ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2318

Sans calculer les intégrales, montrer que \[\int_0^{\pi /2} \sin^n x dx = \int_0^{\pi /2} \cos^n x dx.\]

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 2689

Montrer que \[\forall x\in\R,\qquad |\sin x| \leq |x|,\] ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2696

On dispose d’un oscilloscope à deux voies. On applique sur la voie X une tension sinusoı̈dale de pulsation ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2697

Sur l’écran d’un oscilloscope on observe la courbe dont les équations paramétriques sont les suivantes: ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2703

Soit l’arc paramétré défini par \[x = {t-\sin t \over t^2}, \quad y = {1-\cos t \over t^2}.\] Montrer qu’il peut ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2704

Épicycloı̈des, hypocycloı̈des -
Soit \(R >0\) un réel, et ...

L3 Analyse complexe Autre

exo7 2876

Établir la convergence et évaluer les produits infinis suivants: ...

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 2954

Soit \(\theta \in \R\).

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 2955

Résoudre : \(\sum_{k=0}^{n-1}\,\frac {\cos(kx)}{\cos^kx} = 0\).

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 2957

Simplifier \[\sum_{k=1}^n\, \frac 1 {2^k \cos\theta \cos2\theta \cos4\theta \dots \cos2^{k-1}\theta}.\]

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 2958

Soit \(n \in \N\), et \(x \in \R\). Exprimer ...

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 2959

Soit \(z \in \mathbb{U}\). Peut-on trouver \(a \in \R\) tel que ...

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 3

Écrire sous la forme \(a+ib\) les nombres complexes suivants :

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3474

Soit \(M = \Bigl(\cos (i+j-1)\theta \Bigr) \in \mathcal{M}_n(\R)\). Déterminer ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3501

Soit ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 3891

Calculer \(\ch(a+b)\), \(\sh(a+b)\), ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 3892

Soient \(a,b \in \R\) non tous deux nuls.

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 3899

Soit \(y \in \left]-\frac \pi2, \frac \pi2\right[\). On pose ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 3905

Résoudre les équations suivantes :

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 3906

Résoudre : \(\cos\theta + \cos(\theta + \pi/3) > 0\).

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 3907

 
\(2\cos^2\theta = 1 + \cos2\theta\).
...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 3908

Soient \(\alpha,\beta,\gamma \in \R\) tels que \(\alpha+\beta+\gamma = \pi\).

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 3909

Montrer qu’il existe \(\theta \in {]0, \frac \pi2 [}\) tel que pour tout ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 3910

Calculer \(\tan p - \tan q\). En déduire la valeur de ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 3911

Simplifier \(\sum_{k=0}^{n-1} 3^k\sin^3\left(\frac\alpha{3^{k+1}}\right)\).

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 3912

Calculer \(\mathrm{cotan} x - 2\mathrm{cotan}2x\). Simplifier ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 3913

Soit \(ABCDEFG\) un heptagone (7 côtés) plan régulier. On pose \(\alpha = AB\), ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3914

Le langage “Pascal” ne dispose pas des fonctions \(\arcsin\) et \(\arccos\). Défi ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3915

Soient \(a,b \in \R\). Simplifier \(\arctan a + \arctan b\).

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3916

Résoudre l’équation : \(\arcsin x = \arccos \frac13 - \arccos \frac14\).

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3917

Soit \(x = \arcsin \frac{1+\sqrt5}4\). Calculer \(\cos 4x\) et en déduire ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3918

Simplifier \(\arctan \frac {1-x}{1+x}\).

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3919

Existe-t-il une fonction \(f : D \to \R\) telle que : ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3920

Simplifier \(\cos(3\arctan x)\) et \(\cos^2\left(\frac 12\arctan x\right)\).

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3921

Simplifier \(\arccos(\cos x) - \frac 12\arccos(\cos 2x)\) pour ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3922

Résoudre : ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3923

Simplifier \(\frac x2 - \arcsin\sqrt{\frac{1+\sin x}2}\) pour ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3924

Simplifier \(\cos(\arctan(\sin(\arctan \frac1x)))\).