Trigonométrie

1 - Vocabulaire associé au triangle rectangle

Le côté opposé à l'angle droit est l'hypoténuse (côté le plus grand). Il y a deux angles aigus (mesure $< 90^\circ$).
Par rapport à chaque angle aigu, on définit un côté opposé et un côté adjacent (figures ci-dessous).

Par rapport à l'angle vert :

côté opposé côté adjacent hypoténuse

Par rapport à l'angle rouge :

côté adjacent côté opposé hypoténuse

2 - Cosinus, sinus et tangente

Définitions : Soit $\widehat{a}$ un angle aigu d'un triangle rectangle :

  • Cosinus de l'angle $\widehat{a}$ :
    $$\cos \widehat{a} = \dfrac{\text{longueur du côté adjacent à } \widehat{a}}{\text{longueur de l'hypoténuse}}$$
  • Sinus de l'angle $\widehat{a}$ :
    $$\sin \widehat{a} = \dfrac{\text{longueur du côté opposé à } \widehat{a}}{\text{longueur de l'hypoténuse}}$$
  • Tangente de l'angle $\widehat{a}$ :
    $$\tan \widehat{a} = \dfrac{\text{longueur du côté opposé à } \widehat{a}}{\text{longueur du côté adjacent à } \widehat{a}}$$

Moyen mnémotechnique : CAH - SOH - TOA

3 - Applications : Calculer une longueur ou un angle

Application 1 : Calculer une longueur

1. Triangle $EDF$ rectangle en $E$ avec $\widehat{EDF} = 30^\circ$ et $DF = 5\text{ cm}$. Calculer $EF$.

30° D F E 5 cm ?

Hypothèse : $EDF$ rectangle en $E$.

Propriété : $\sin \widehat{EDF} = \dfrac{EF}{DF} \iff \sin 30^\circ = \dfrac{EF}{5}$

$$EF = 5 \times \sin 30^\circ = 5 \times 0{,}5 = \color{#b91c1c}{2{,}5\text{ cm}}$$

2. Triangle $ABC$ rectangle en $B$ avec $\widehat{BAC} = 50^\circ$ et $AB = 2{,}5\text{ cm}$. Calculer $AC$.

A B C 2,5 cm ?

Hypothèse : $ABC$ rectangle en $B$.

Propriété : $\cos \widehat{BAC} = \dfrac{AB}{AC} \iff \cos 50^\circ = \dfrac{2{,}5}{AC}$

$$AC = \dfrac{2{,}5}{\cos 50^\circ} \approx \color{#b91c1c}{3{,}9\text{ cm}}$$

Application 2 : Calculer la mesure d'un angle aigu

Le triangle $IJK$ est rectangle en $J$ tel que $IJ = 2\text{ cm}$ et $JK = 4\text{ cm}$. Calculer $\widehat{JIK}$.

I J K 2 cm 4 cm ?

Hypothèse : $IJK$ rectangle en $J$.

Propriété : $\tan \widehat{JIK} = \dfrac{JK}{JI} = \dfrac{4}{2} = 2$

$$\widehat{JIK} = \tan^{-1}(2) \approx \color{#b91c1c}{63^\circ}$$