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Se familiariser avec le cercle trigonométrique

Dans cette vidéo, nous allons voir ce qu'est le cercle trigonométrique et comment définir les fonctions sinus et cosinus à partir de ce dernier.

Le cercle trigonométrique

Un cercle trigonométrique est un cercle de rayon 11, avec un point AA que l'on appelle origine qui se trouve à son extrémité à 15h15h. Un tel cercle a comme particularité que son périmètre vaut 2π2\pi.

[GRAPHIQUE CERCLE TRIG]

On va s'intéresser à la distance parcourue sur le cercle entre deux points à son extrémité dans le sens contraire des aiguilles d'une montre à partir du point d'origine, situé à 15h15h. Si dessous la distance en orange entre deux points AA et BB.

[GRAPHIQUE DISTANCE AB]

Un point BB qui se trouve à 2121 heures, aura parcouru la moitié du périmètre donc π\pi unités. Un autre point qui aura parcouru les trois quarts du cercle sera à 1818 heures, et aura parcouru les trois quarts du périmètre, ce qui fait 2π×34=3π22\pi\times\frac{3}{4}=\frac{3\pi}{2}.

[GRAPHIQUE?]

Une telle façon de noter les positions sur un cercle trigonométrique est appelée noter en radians. Les radians sont compris entre 00 et 2π2\pi et sont la longueur parcourue par un point sur l'extrémité du cercle à partir de l'origine. Par exemple, un point qui aura parcouru la moitié du périmètre aura la valeur de π\pi radians car c'est [MANQUANT]

Exemple

Convertir les positions horaires suivantes en radians : 15h15h, 12h12h, 21h21h, 18h18h :

  • 15h15h est par définition la position 00, elle vaut donc 00 radians.

  • 12h12h aura parcouru un quart du cercle à partir de la position 00, donc un quart de périmètre, ce qui vaut 2π4\frac{2\pi}{4}. Elle vaut donc π2\frac{\pi}{2} radians.

  • 21h21h aura parcouru la moitié du cercle donc la moitié du périmètre, ce qui vaut 2π2\frac{2\pi}{2}. Elle vaut donc π\pi radians.

  • 18h18h aura parcouru la moitié du cercle donc trois quarts du périmètre, ce qui vaut 2π×342\pi\times\frac{3}{4}. Elle vaut donc 3π2\frac{3\pi}{2} radians.

[GRAPHE EXO]

Si à la place de parler d'heures, on prend le nombre de degré entre la droite horizontale et notre position actuelle, on peut voir qu'il y a une correspondance entre les degrés et les radians. Par exemple, un angle de 9090 degré par rapport à la position de départ représente la position π2\dfrac{\pi}{2} sur le cercle. On résume cette correspondance entre les radians et les degré avec le tableau suivant :

[TABLEAU MANQUANT]

lumix

Les radians et les degrés sont proportionnels. Le tour complet vaut 360°360° (degrés) pour les degrés, 2π2\pi pour les radians. 11 radian vaut 3602π=57.3°\dfrac{360}{2\pi}=57.3° et 1° vaut 2π360=0.0175\dfrac{2\pi}{360}=0.0175 radian.

Coordonnées sur le cercle trigonométrique

Définition

Soit un cercle trigonométrique et un point MMquelconque sur le cercle et α\alpha l'angle de ce point (voir graphique si dessous).

Les coordonnées du point MM sont de (cos(α),sin(α))(cos(\alpha), sin(\alpha)).

[GRAPHIQUE]

Ceci nous donne une façon très visuelle de se représenter ce qu'est le sinus ou le cosinus. On peut ainsi voir le tableau de valeurs remarquables des sinus et cosinus en fonctions de de degrés ou radians :

[TABLEAU RADIANS/DEGRES SINUS/COSINUS]

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