Dans le plan muni du repère orthonormé (O,i;j), tout point M sur le cercle trigonométrique détermine un angle θ=(i,OM). On définit alors cos(θ) et sin(θ) comme étant respectivement l’abscisse et l’ordonnée du point M dans le repère (O,i,j). M a donc pour coordonnées :
M(cos(θ),sin(θ))
Propriété
Valeurs remarquables
Le tableau suivant donne des valeurs particulières du sinus et du cosinus :
angle (rad)
0
6π
4π
3π
2π
π
cosinus
1
23
22
21
0
-1
sinus
0
21
22
23
1
0
Propriété
Relations entre sinus et cosinus
Le fonctions sinus et cosinus vérifient les inégalités :
−1≤sin(x)≤1
−1≤cos(x)≤1
De plus, pour un angle x donné, on a les relations :
Sinus
sin(−x)=−sin(x)
sin(x+π)=−sin(x)
sin(x+2π)=sin(x)
sin(π−x)=sin(x)
Cosinus
cos(−x)=cos(x)
cos(x+π)=−cos(x)
cos(x+2π)=cos(x)
cos(π−x)=−cos(x)
Sinus et cosinus
sin(x+2π)=cos(x)
cos(x+2π)=−sin(x)
cos(2π−x)=sin(x)
sin(2π−x)=cos(x)
sin2(x)+cos2(x)=1
Formule
Cosinus d'une somme
Soient x et y des réels.
cos(x+y)=cos(x)cos(y)−sin(x)sin(y)
cos(x−y)=cos(x)cos(y)+sin(x)sin(y)
Formule
Sinus d'une somme
Soient x et y des réels.
sin(x+y)=sin(x)cos(y)+cos(x)sin(y)
sin(x−y)=sin(x)cos(y)−cos(x)sin(y)
Formule
Sinus et cosinus de 2x
Soit x un réel. En prenant le cas particulier où x=y, on obtient les formules suivantes :
cos(2x)=cos2(x)−sin2(x)=1−2sin2(x)=2cos2(x)−1
sin(2x)=2sin(x)cos(x)
BRésolution d’équations
Propriété
Résolution des équations du types sin(x)=sin(a) ou cos(x)=cos(a)
Pour a un réel fixé :
les solutions de l’équation sin(x)=sin(a) d’inconnue x sont les réels vérifiant x=a[2π] ou x=π−a[2π] ;
les solutions de l’équation cos(x)=cos(a) d’inconnue x sont les réels vérifiant x=a[2π] ou x=−a[2π]
Exemple
Les solutions de l’équation cos(x)=cos(2) sont :
−2+2kπ et 2+2kπ pour k∈Z
Pour trouver les solutions de sin(x)=21, on remarque que sin(6π)=21, et donc l’équation revient à trouver les solutions de sin(x)=sin(6π). D’après la propriété, les solutions sont donc :
6π+2kπ et π−6π+2kπ=65π+2kπ pour k∈Z
L’équation cos(x)=2 n’admet aucune solution, car la fonction cosinus vérifie l’inégalité :